JP5301981B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、反射部材を有するズームレンズに関するものである。さらには、そのようなズームレンズを備えたデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に関するものである。

近年では、携帯できる撮像装置として、ＣＣＤやＣＭＯＳのような撮像素子を用いて被写体を撮影するデジタルカメラやビデオカメラが主流となっている。そのうちデジタルカメラは一つのカテゴリーにとどまらず、高級・高機能なタイプのものからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有する。

コンパクトな普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく、持ち運びが便利で、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれている。このようなことから、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、薄型化が求められる。

このようなニーズに対応するため、反射部材を用いて光路を反射するタイプのズームレンズが知られている。特許文献１には、物体側から順に、反射部材をもつ正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群、正屈折力の第５レンズ群を有し、主に第２レンズ群と第４レンズ群の移動によりズーミングを行うズームレンズが開示されている。

このような反射部材を有するズームレンズは、撮像装置の厚さ方向の薄型化に有利となる。また、上述のような各レンズ群の屈折力配分と、ズーミング時のレンズ群の移動方式により、第２レンズ群と第４レンズ群に変倍機能を持たせられる。また、第３レンズ群に正屈折力を持たせることで、第４レンズ群での有効径を小さくしやすくなる。また、第５レンズ群を正屈折力とすることで、射出瞳を像面から離しやすくなり、電子撮像素子を用いる撮影装置に適した構成となる。

特開２００７−９３９８０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるズームレンズでは、反射部材により反射した後の方向のサイズの小型化、もしくは、広画角化のために、単純に各レンズ群の屈折力の絶対値を大きくすると、色収差などの発生につながる。また、各レンズの屈折力が強くなってくると製造誤差やレンズ同士の偏心への影響が大きくなってくる。量産性の確保のためには、レンズ加工や組み込み工程での製造誤差に対する光学性能劣化の感度を小さく抑えることが必要である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変倍比や画角を確保しても、小型化や光学性能の確保を行いやすい正、負、正、正、正の少なくとも５つのレンズ群からなる光路反射型ズームレンズを提供することを目的とするものである。さらには、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の反射部材を有するズームレンズは、物体側より順に、光路を反射する反射部材を有する正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群と、を有し、さらに、第２レンズ群と第４レンズ群の間に配置された明るさ絞りを有し、広角端から望遠端へのズーミングの際に、少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群が移動して各レンズ群の間の間隔を変化させ、第２レンズ群は広角端に対して望遠端にて像側に移動して第１レンズ群から遠ざかり且つ第３レンズ群に近づき、第４レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に移動して第３レンズ群に近づき且つ第５レンズ群から遠ざかり、さらに、第４レンズ群は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有し、接合レンズ成分中の少なくとも３つのレンズは接合される隣のレンズとは屈折率とアッベ数が異なり、接合レンズ成分中の最も像側のレンズが物体側に凸の正レンズであり、接合レンズ成分中の像側から２つめのレンズが像側に凹の負レンズであり且つ正レンズよりも屈折率が高く、以下の条件式（３）を満足することを特徴としている。
０．１＜ｒ _CER ／D _s ＜０．９ ・・・（３）
ただし、
ｒ _CER は、接合レンズ成分中の像側の２つのレンズにより形成される接合面の近軸曲率半径、
D _s は、接合レンズ成分の光軸上の厚み、
である。

このような構成により、第１レンズ群の反射部材により光路を反射することで物体から入射する方向でのズームレンズの厚さを小さくできる。そして、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、及び、正の第５レンズ群を有する配置とし、ズーミング時に第２レンズ群と第４レンズ群を上述のように移動させる。

これにより、第２レンズ群と第４レンズ群に変倍負担を分担でき、また、第３レンズ群の存在により第４レンズ群の径方向の小型化や収差低減に有利となる。そして、正の第５レンズ群を配置することにより射出瞳を像面から遠ざけることができる。

第２レンズ群と第４レンズ群にて主たる変倍機能を分担し、第２レンズ群の移動量を大きくして変倍比と画角を確保しようとすると第１レンズ群のサイズの大型化につながり薄型化のメリットが低減する。そこで、本発明では、第４レンズ群での変倍負担を確保するための第４レンズ群の屈折力の確保と収差への影響を考慮した構成とすることで、第２レンズ群の変倍負担を軽減し、変倍比、画角の確保と小型化、性能確保を良好に成しえる。

具体的には、第４レンズ群中に光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を配置し、その接合レンズ成分中の少なくとも３つのレンズの各々が接合される隣のレンズとは屈折率とアッベ数が異なるように構成する。

それにより、第４レンズ群の屈折力を確保しても、屈折率差やアッベ数差により複数の接合面による色収差などを補正する機能を確保でき諸収差低減に有利となる。そして、第４レンズ群を構成するレンズのうちの少なくとも３枚が互いに接合しあうことにより、接合される各レンズの屈折力を強くしても相互の偏心の影響を低減でき製造誤差による収差への影響を低減でき、組み立て時の効率の改善に効果的となる。

なお、レンズ成分は、空気と接する屈折面が物体側面と像側面の２つのみのレンズ体であり、単レンズや接合レンズを意味する。

また、本発明の反射部材を有するズームレンズでは、ズームレンズ中の反射面の総数は１であり、第１レンズ群、第３レンズ群、明るさ絞りはズーミングの際に固定され、第５レンズ群は、遠距離から近距離への合焦動作の際に物体側に移動することが好ましい。

本発明の反射部材を有するズームレンズのように、物体側から正負正正正の屈折力配置を有するタイプのズームレンズの場合、明るさ絞りよりも像側に配置される第４レンズ群では広角端付近で軸外光線の光線高が高くなる。上記条件式（３）は軸外光線の収差の低減を有利にするべく、接合レンズ成分中の最も像側の接合面の好ましい近軸曲率半径を特定するものである。

上記条件式（３）の下限を下回らないようにすることで接合レンズ成分中最も像側の接合面の近軸曲率半径を確保し、有効径を確保しやすくなる。また、条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、接合面の負の屈折力を確保しやすくなり、広角端での軸外収差補正に有利となる。

別の側面における本発明の反射部材を有するズームレンズは、物体側より順に、光路を反射する反射部材を有する正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群と、を有し、さらに、第２レンズ群と第４レンズ群の間に配置された明るさ絞りを有し、広角端から望遠端へのズーミングの際に、少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群が移動して各レンズ群の間の間隔を変化させ、第２レンズ群は広角端に対して望遠端にて像側に移動して第１レンズ群から遠ざかり且つ第３レンズ群に近づき、第４レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に移動して第３レンズ群に近づき且つ第５レンズ群から遠ざかり、さらに、第４レンズ群は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有し、接合レンズ成分中の少なくとも３つのレンズは接合される隣のレンズとは屈折率とアッベ数が異なり、第４レンズ群は、接合レンズ成分と正屈折力のレンズ成分を有し、接合レンズ成分は負の屈折力を有し、以下の条件式（６）を満足することを特徴としている。
−０．１＜F _CE ／F _w ＜−１００.０ ・・・・・（６）
ただし、
F _CE は、接合レンズ成分の焦点距離、
F _w は、ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
である。

上記条件式（６）は、第４レンズ群中の接合レンズ成分の好ましい屈折力を特定するための条件式である。条件式（６）の下限を下回らないようにすることで接合レンズ成分の負屈折力を抑え、且つ、条件式（６）の上限を上回らないようにして負の屈折力を確保することで、第４レンズ群内でのパワーバランスが良好となり諸収差（特に色収差）の低減に有利となる。

ズームレンズ中の反射面の総数を１とすることにより、２つ目の反射面を配置するためのスペースが不要となり、ズームレンズを配置するスペースを小さくできる。

さらには、反射部材は内面反射面を有するプリズムであることが好ましい。プリズムの屈折作用により光路反射レンズ群のサイズの小型化に有利となる。

また、第１レンズ群、第３レンズ群、明るさ絞りはズーミングの際に固定することが好ましい。これにより、メカ構成が簡易にできメカ機構も含めた小型化に有利となる。

さらには、第３レンズ群は単レンズで構成することが好ましい。単レンズとすることにより、第３レンズ群の小型化に有利となる。

また、第５レンズ群は遠距離から近距離への合焦動作の際に物体側に移動することが好ましい。これにより、合焦動作のためのメカ構成を簡易にできる。

また、本発明の反射部材を有するズームレンズでは、ズームレンズを５群ズームレンズとすることが好ましい。レンズ群数を５つとすることで小型化に有利となる。

本発明の反射部材を有するズームレンズにおいて、接合レンズ成分は第４レンズ群中の最も像側に配置されたレンズ成分であり、接合レンズ成分中の最も像側のレンズである最像側レンズは、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、正メニスカスレンズの物体側に接合されるレンズが正メニスカスレンズの屈折率よりも大きい屈折率を持つレンズであることが好ましい。

この構成によれば、接合レンズ中の最像側レンズの物体側の接合面と像側レンズ面がともに負の屈折力となる。第４レンズ群中にて負の屈折力を持つレンズ面を像側よりに配置することで、第４レンズ群全体の主点を第３レンズ群よりにでき変倍比の確保に有利となる。また、第４レンズ群中の像側の屈折面２つがともに負の屈折力をもつ構成となるので、軸外光束をこの２つの屈折面にて光軸から離れる方向に屈折する。それにより、撮像面サイズに対する第４レンズ群のサイズを小さくしやすくなるとともに、負の屈折力の分担にて高次の軸外収差の発生も抑えやすくなる。

本発明の反射部材を有するズームレンズでは、第４レンズ群が、物体側から順に、正屈折力の正レンズ成分と、接合レンズ成分の２つのレンズ成分からなることが好ましい。

これにより、第４レンズ群中の物体側に正レンズ成分を配置することで、第４レンズ群の有効径を小さくでき、像側の接合レンズ成分と共同して、正の屈折力の確保や諸収差の補正、主点の調整に有利となる。さらには、第４レンズ群中の先の正レンズ成分を単レンズとするとコスト低減に有利となる。

また、第４レンズ群中の正レンズ成分は、物体側に凸の物体側面と像側に凸の像側面をもち、且つ、２つの凸面のうちの少なくともいずれかの凸面が光軸から離れるほど正の屈折力が小さくなる非球面であることが好ましい。

この構成によれば、正レンズ成分の正の屈折力を両側の凸面で分担し、さらに、少なくともいずれかの凸面を光軸から離れるほど正の屈折力が小さくなる非球面で構成することで、軸上収差の低減に有利となる。さらには、正レンズ成分の両面を非球面とすることが収差の補正上より好ましい。

本発明の反射部材を有するズームレンズにおいて、接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状であることが好ましい。

これにより、第４レンズ群の主点を物体側よりにする機能や、第４レンズ群の径方向のサイズの小型化に有利となる。また、第４レンズ群中の物体側に正屈折力のレンズ成分を配置する場合、正の屈折力の分担により球面収差等の補正に有利となる。

また、本発明の反射部材を有するズームレンズは、接合レンズ成分中の最も像側のレンズが像側に凹の正メニスカスレンズであり、接合レンズ成分中の像側から２番目のレンズが負レンズであり、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
０．０５＜N _R２ −N _R１ ・・・（２）
ただし、
N _R1 は、接合レンズ成分中の最も像側の正メニスカスレンズのｄラインに対する屈折率
、
N _R2 は、接合レンズ成分中の像側から２番目の負レンズのｄラインに対する屈折率である。

上記条件式（２）は、接合レンズ成分中の像側の２つのレンズの好ましい屈折率差の条件を特定するものである。条件式（２）を満足するように２つのレンズの屈折率差を確保することで、接合レンズ成分中の正メニスカスレンズの物体側の接合面と像側面の双方の負の屈折力を確保でき、軸外光束にして２段階に負レンズ面の作用を分担できる。それにより、高次のコマ収差や非点収差の発生を低減しやすくなる。

本発明の反射部材を有するズームレンズでは、接合レンズ成分が以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．０１＜D _s ／D _t ＜０．２ ・・・（４）
ただし、
D _s は、接合レンズ成分の光軸上の厚み、
D _t は、望遠端における光軸上の最も物体側のレンズの入射面から像面位置までの光軸に沿った光路長である。

上記条件式（４）は、接合レンズ成分の好ましい光軸上の厚みを特定するものである。条件式（４）の下限を下回らないようにして、光軸上の厚みを確保することで接合レンズ成分に含まれる各レンズの曲率の確保に有利となり、非点収差などの補正に有利となる。

また、条件式（４）の上限を上回らないようにして、第４レンズ群の厚みを抑えることで変倍のためのレンズ群の移動範囲を確保しやすくなる。

本発明の反射部材を有するズームレンズでは、接合レンズ成分が、物体側面と像側面がともに接合面である両凹レンズを有し、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．１＜(ｒ _NF ＋ｒ _NR )／(ｒ _NF −ｒ _NR )＜０．６ ・・・（５）
ただし、
ｒ _NF は、接合レンズ成分の両凹レンズの物体側の接合面の近軸曲率半径、
ｒ _NR は、接合レンズ成分の両凹レンズの像側の接合面の近軸曲率半径である。

上記条件式（５）は、第４レンズ群中の接合レンズ成分における両凹レンズの両側の接合面に収差補正機能を適度に分担するための好ましい条件を特定するものである。条件式（５）を満足することで両凹レンズの物体側と像側の双方に収差補正機能を分担でき諸収差（特に軸上色収差）の低減に有利となる。

本発明の反射部材を有するズームレンズにおいて、両凹レンズは物体側及び像側に接合する双方のレンズの屈折率よりも高い屈折率を有し、且つ、物体側及び像側に接合する双方のレンズのアッベ数よりも小さいアッベ数を有することが好ましい。

これにより、両凹レンズの両側の接合面が負の屈折力となり、接合面による非点収差の補正と色収差補正の双方に有利となる。

本発明の反射部材を有するズームレンズでは、第４レンズ群が、接合レンズ成分と正屈折力のレンズ成分を有し、接合レンズ成分が負の屈折力を有し、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．１＜F _CE /F _w ＜−１００.０ ・・・（６）
ただし、
F _CE は、接合レンズ成分の焦点距離、
F _w は、ズームレンズ全系の広角端における焦点距離である。

本発明の反射部材を有するズームレンズにおいて、接合レンズ成分が物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズからなる接合トリプレットレンズ成分であることが好ましい。

このような構成により、接合レンズ成分内のレンズの符号が対称的な配置となり、接合レンズ成分の諸収差の補正に有利となる。

本発明の反射部材を有するズームレンズでは、接合レンズ成分が物体側から像側に順に、両凸正レンズ、両凹負レンズ、像側に凹の正メニスカスレンズからなる接合トリプレットレンズ成分であることが好ましい。

この構成によれば、主点の調整や径方向の小型化、諸収差の補正に有利となる。

本発明の撮像装置は、上述のいずれかのズームレンズと、ズームレンズよりも像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有することを特徴としている。

このような構成により、厚みが小さく、小型の撮像装置を提供できる。

本発明の撮像装置では、ズームレンズが、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
５．０＜D_t／IH_t＜２０．０ ・・・（７）
ただし、
D_tは、望遠端における光軸上の最も物体側のレンズの入射面から像面位置までの光軸に沿った光路長、
IH_tは望遠端における像高である。

上述の条件式（７）の下限を下回らないようにすると変倍のための光路を確保しやすくなる。また、条件式（７）の上限を上回らないようにしてサイズを不要に大きくしないことが好ましい。

本発明の撮像装置では、ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。

この構成によれば、ズームレンズ自体のディストーションを許容できるので、ディストーションとトレードオフの関係になりやすい非点収差などの補正に有利となる。

上述の各構成は、複数を同時に満足することがより好ましい。ズームレンズがフォーカシングレンズを持つ場合は上述の各構成は最も遠距離の物体に合焦した状態での構成とする。

また、各条件式の下限値または上限値を以下のようにすると機能がより確実となり好ましい。

条件式（１）については、下限値を４．０、さらには６．０とすることがより好ましい。また、上限値を５０．０、さらには３５．０とすることがより好ましい。

条件式（２）については、下限値を０．１、さらには０．１５とすることがより好ましい。また、上限値１．０を設け、その値を上回らないようにしてもよい。負レンズの屈折率を適度に抑えることでコストや製造誤差の影響を低減しやすくなる。

条件式（３）については、下限値を０．２、さらには０．３とすることがより好ましい。また、上限値を０．８、さらには０．７とすることがより好ましい。

条件式（４）については、下限値を０．０５、さらには０．０８とすることがより好ましい。また、上限値を０．１８、さらには０．１５とすることがより好ましい。

条件式（５）については、下限値を０．２、さらには０．３とすることがより好ましい。また、上限値を０．５、さらには０．４５とすることがより好ましい。

条件式（６）については、下限値を−０．５、さらには−１．０とすることがより好ましい。また、上限値を−４．０、さらには−３．５、さらには−３．０とすることがより好ましい。

条件式（７）については、下限値を７．０、さらには１０．０とすることがより好ましい。また、上限値を１８．０、さらには１５．０とすることがより好ましい。

本発明にかかる光路反射型ズームレンズ（反射部材を有するズームレンズ）は、変倍比や画角を確保しても、小型化や光学性能の確保を行いやすい、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる反射部材を有するズームレンズ及び撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

各実施例に係る反射部材を有するズームレンズは、数値データでは反射面は省略しているが、第３面と第４面の２つの平面の中間に内面反射する平面反射面が位置し、直角に光軸を反射する。

また、広角端から望遠端への変倍にて、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、及び、明るさ絞りは撮像面に対して固定される。

さらに、広角端から望遠端への変倍にて、第２レンズ群Ｇ２は像側のみに移動、第４レンズ群Ｇ４は像側のみに移動する。

また、第５レンズ群Ｇ５は、実施例１、２では、像側にのみ移動し、実施例３では、まず像側に移動後、広角端と中間状態の間で移動方向が反転する。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、実施例４では、物体側にのみ移動し、実施例５では、中間状態まで物体側に移動し、その後像側へ移動する。

各実施例に係る反射部材を有するズームレンズでは、フォーカシングは第５レンズ群の物体側への繰り出し移動で行う。

また、ズームデータは左から広角端、中間焦点距離状態、望遠端である。４つ目、５つ目のズームデータは、広角端と中間焦点距離状態の間の２つの状態を示す。この２つの状態についての図示は省略している。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。図１〜図５中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、明るさ（開口）絞りはＳ、第４レンズ群はＧ４、第５レンズ群はＧ５、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面（撮像面）はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。フォーカシングはいずれの実施例も第５レンズ群Ｇ５の移動により行う。さらに、ズームデータは広角端（ＷＥ）、本発明で定義する中間ズーム状態（ＳＴ）、望遠端（ＴＥ）での値である。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は像側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有する。また、この接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの像側の面と、の８面に用いている。

実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は像側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有する。また、この接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの像側の面と、の８面に用いている。

実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は像側へ移動した後に物体側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズとの接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有する。また、この接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの物体側の面と、正メニスカスレンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの像側の面と、の８面に用いている。

実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は物体側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズと、プリズムと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズとの接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有する。また、この接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの３面と、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの像側の面と、の９面に用いている。

実施例５のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は物体側へ移動した後に像側に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズとの接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと正メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有する。また、この接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの物体側の面と、正メニスカスレンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の負メニスカスレンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの像側の面と、の８面に用いている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記のほか、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚または間隔、ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、νｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数をそれぞれ示している。

また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式（Ｉ）で表される。
但し、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。

Ｚ＝（Ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）^２｝^１／２］
＋Ａ4×Ｙ^４＋Ａ6×Ｙ^６＋Ａ8×Ｙ^８＋Ａ10×Ｙ^１０＋Ａ12×Ｙ^１２
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 、Ａ10、Ａ12はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

また、ズームデータは左から広角端、中間焦点距離状態（中間３）、望遠端である。４つ目、５つ目のズームデータは、広角端と中間焦点距離状態の間の２つの状態（中間１、中間２）を示す。なお、中間１、中間２の２つの状態の図は省略している。

数値実施例１
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 11.333 2.31
3 ∞ 8.60 1.90366 31.31
4 ∞ 0.30
5* 14.882 2.80 1.69350 53.21
6* -14.858 可変
7* -38.112 0.69 1.80610 40.92
8* 12.769 1.39
9 -17.657 1.43 1.92286 20.88
10 -7.177 0.70 1.88300 40.76
11 -74.398 可変
12* 11.833 1.25 1.68893 31.16
13 24.180 0.90
14(絞り) ∞ 可変
15* 6.635 2.93 1.49700 81.54
16* -19.487 0.15
17 8.197 3.15 1.72000 43.69
18 -7.239 0.59 1.90366 31.31
19 2.963 1.54 1.65160 58.55
20 5.162 可変
21 27.484 1.80 1.52542 55.78
22* -11.131 可変
23 ∞ 0.50 1.58313 59.38
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ 0.39
像面 ∞

非球面データ
第５面
K=-0.399
A4=-4.10882e-05,A6=-5.58052e-07,A8=1.76726e-08,A10=-1.20650e-10
第６面
K=0.038
A4=8.13492e-05,A6=-2.82176e-07,A8=9.03359e-09
第７面
K=-47.269
A4=3.83692e-04,A6=-1.15215e-05,A8=-4.49521e-08,A10=4.41868e-09
第８面
K=4.613
A4=2.20179e-04,A6=-1.21965e-05,A8=-3.78252e-07
第１２面
K=1.197
A4=-1.85193e-04,A6=6.79858e-06,A8=-8.81372e-07
第１５面
K=0.000
A4=-1.61929e-04,A6=5.57954e-06,A8=-2.23442e-07,A10=-2.88740e-08
第１６面
K=0.000
A4=2.86505e-04,A6=1.42112e-05,A8=-1.23643e-06,A10=-8.13772e-09
第２２面
K=-3.865
A4=1.88263e-05,A6=-3.48127e-05,A8=1.09315e-06,A10=-1.00496e-08

ズームデータ
広角 中間3 望遠 中間1 中間2
焦点距離 4.47 10.57 21.10 6.05 9.10
ＦＮＯ． 3.49 5.18 6.98 3.98 4.86
画角２ω 88.66 39.37 20.37 65.75 45.28
BF 4.04 2.78 2.03 3.60 2.87
全長 54.15 54.15 54.15 54.15 54.15
d6 0.50 5.16 8.56 2.33 4.38
d11 8.56 3.90 0.50 6.73 4.68
d14 8.14 3.80 0.50 6.68 4.57
d20 1.78 7.37 11.42 3.69 6.52
d22 2.50 1.25 0.50 2.06 1.34

群焦点距離
f1=15.47 f2=-8.23 f3=32.30 f4=14.39 f5=15.32

最大像高 3.84

数値実施例２
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 11.362 2.31
3 ∞ 8.60 1.90366 31.31
4 ∞ 0.30
5* 15.074 2.80 1.69350 53.21
6* -14.715 可変
7* -45.613 0.69 1.80610 40.92
8* 13.056 1.40
9 -15.401 1.29 1.92286 18.90
10 -7.547 0.70 1.88300 40.76
11 -58.967 可変
12* 13.901 1.08 1.68893 31.16
13 35.053 0.90
14(絞り) ∞ 可変
15* 6.288 2.93 1.49700 81.54
16* -21.789 0.15
17 8.527 3.17 1.72000 41.98
18 -6.860 0.63 1.90366 31.31
19 2.899 1.82 1.64000 60.08
20 5.392 可変
21 21.831 1.80 1.52542 55.78
22* -12.877 可変
23 ∞ 0.50 1.58313 59.38
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ 0.39
像面 ∞

非球面データ
第５面
K=-0.281
A4=-3.63238e-05,A6=-8.59252e-07,A8=2.13433e-08,A10=-1.13871e-10
第６面
K=-0.047
A4=8.51662e-05,A6=-5.86420e-07,A8=1.33263e-08
第７面
K=-53.917
A4=4.00798e-04,A6=-1.07253e-05,A8=-8.63444e-08,A10=4.61521e-09
第８面
K=4.328
A4=2.55916e-04,A6=-9.27300e-06,A8=-3.50952e-07
第１２面
K=1.647
A4=-1.50562e-04,A6=8.12282e-06,A8=-9.61772e-07
第１５面
K=0.000
A4=-1.45802e-04,A6=5.33197e-06,A8=-1.13305e-07,A10=-2.56851e-08
第１６面
K=0.000
A4=3.45723e-04,A6=1.59462e-05,A8=-1.11268e-06,A10=-7.90660e-09
第２２面
K=-6.279
A4=7.82948e-05,A6=-4.74943e-05,A8=1.68772e-06,A10=-1.94801e-08

ズームデータ
広角 中間3 望遠 中間1 中間2
焦点距離 4.47 10.58 21.10 6.08 8.19
ＦＮＯ． 3.49 5.25 7.11 4.01 4.67
画角２ω 88.65 39.11 20.21 65.39 49.71
BF 4.04 2.62 2.03 3.51 2.86
全長 53.65 53.65 53.65 53.65 53.65
d6 0.51 5.04 8.39 2.29 3.74
d11 8.38 3.85 0.50 6.60 5.15
d14 8.27 3.92 0.50 6.76 5.21
d20 1.29 7.06 11.06 3.33 5.52
d22 2.50 1.09 0.50 1.97 1.33

群焦点距離
f1=15.49 f2=-8.24 f3=32.75 f4=14.10 f5=15.70

最大像高 3.84

数値実施例３
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 11.701 2.22
3 ∞ 8.60 1.90366 31.31
4 ∞ 0.30
5* 15.493 2.57 1.69350 53.21
6 -14.144 0.10 1.63387 23.38
7* -13.730 可変
8* -34.503 0.69 1.80610 40.92
9* 38.923 0.80
10 -26.016 1.12 1.92286 18.90
11 -8.308 0.70 1.88300 40.76
12 15.731 可変
13* 7.394 0.80 1.68893 31.07
14 11.271 0.63
15(絞り) ∞ 可変
16* 7.950 2.80 1.49700 81.54
17* -15.612 0.15
18 7.294 3.06 1.80810 22.76
19 -7.638 0.60 1.92286 18.90
20 3.228 1.01 1.76182 26.52
21 4.112 可変
22 19.926 1.80 1.52542 55.78
23* -10.416 可変
24 ∞ 0.50 1.58313 59.38
25 ∞ 0.50
26 ∞ 0.50 1.51633 64.14
27 ∞ 0.39
像面 ∞

非球面データ
第５面
K=-0.490
A4=-4.66155e-05,A6=3.67375e-07,A8=-1.71879e-09,A10=-4.27952e-11
第７面
K=-0.137
A4=8.98779e-05,A6=5.54923e-07,A8=-6.75690e-09
第８面
K=25.911
A4=3.43805e-04,A6=4.34601e-06,A8=-7.86960e-07,A10=1.25217e-08
第９面
K=13.342
A4=1.67874e-04,A6=1.10374e-07,A8=-6.54282e-07
第１３面
K=0.274
A4=-3.10230e-04,A6=-1.02527e-05,A8=-7.47098e-08
第１６面
K=-0.009
A4=-1.15895e-04,A6=2.67427e-05,A8=-1.59174e-06,A10=3.60365e-08
第１７面
K=-1.671
A4=2.95243e-04,A6=2.43310e-05,A8=-1.30454e-06,A10=1.93551e-08
第２３面
K=-1.478
A4=-1.00341e-04,A6=-2.84719e-06,A8=-7.58454e-08,A10=4.06994e-09

ズームデータ
広角 中間3 望遠 中間1 中間2
焦点距離 4.46 10.56 21.09 5.77 10.14
ＦＮＯ． 3.49 4.76 5.92 3.81 4.74
画角２ω 84.72 36.65 19.04 64.63 38.15
BF 2.60 3.15 4.54 2.58 2.93
全長 52.14 52.14 52.14 52.14 52.14
d7 0.30 5.14 8.66 1.89 4.85
d12 8.66 3.82 0.30 7.07 4.12
d15 7.99 3.89 0.30 6.92 4.08
d21 4.05 7.59 9.79 5.13 7.62
d23 1.05 1.61 3.00 1.04 1.39

群焦点距離
f1=14.72 f2=-7.20 f3=28.79 f4=12.81 f5=13.29

最大像高 3.84

数値実施例４
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 11.696 2.31
3 ∞ 8.60 1.90366 31.31
4 ∞ 0.30
5* 16.276 0.30 1.63387 23.38
6* 16.000 2.70 1.69350 53.21
7* -13.496 可変
8* -38.419 0.69 1.80610 40.88
9* 26.529 0.99
10 -23.738 1.22 1.92286 20.88
11 -7.050 0.70 1.88300 40.76
12 19.462 可変
13* 7.239 0.62 1.72151 29.23
14 10.757 0.63
15(絞り) ∞ 可変
16* 7.700 2.93 1.49700 81.54
17* -13.416 0.15
18 8.171 3.15 1.72151 29.23
19 -6.397 0.56 1.90200 25.10
20 3.184 2.37 1.74320 49.34
21 4.804 可変
22 17.517 1.80 1.52542 55.78
23* -14.058 可変
24 ∞ 0.50 1.58313 59.38
25 ∞ 0.50
26 ∞ 0.50 1.51633 64.14
27 ∞ 0.39
像面 ∞

非球面データ
第５面
K=-0.165
A4=-3.41278e-05,A6=-7.12362e-07,A8=1.99337e-08,A10=1.03160e-10
第６面
K=-0.643
A4=-1.84362e-05,A6=1.08387e-06,A8=4.47981e-08
第７面
K=-0.207
A4=9.44493e-05,A6=-4.15823e-07,A8=2.31884e-08
第８面
K=11.748
A4=3.05441e-04,A6=1.09371e-05,A8=-3.50844e-07,A10=6.80876e-09
第９面
K=7.790
A4=2.39247e-04,A6=2.84762e-06,A8=1.11011e-06
第１３面
K=0.338
A4=-3.13193e-04,A6=-1.17075e-05,A8=9.63383e-07
第１６面
K=-0.163
A4=-1.48892e-04,A6=8.53089e-07,A8=-1.06945e-06,A10=1.18080e-07
第１７面
K=-0.137
A4=2.25121e-04,A6=1.46390e-05,A8=-3.87640e-06,A10=2.40615e-07
第２３面
K=-3.661
A4=-3.98884e-05,A6=-8.86578e-06,A8=-1.20008e-07,A10=1.28262e-08

ズームデータ
広角 中間3 望遠 中間1 中間2
焦点距離 4.41 10.56 21.10 6.05 9.89
ＦＮＯ． 3.50 4.63 6.50 3.81 4.55
画角２ω 88.56 37.82 19.86 63.30 40.24
BF 1.94 3.03 4.52 2.27 2.77
全長 52.44 52.44 52.44 52.44 52.44
D7 0.30 5.49 8.42 2.45 5.10
D12 8.41 3.22 0.30 6.26 3.62
D15 8.06 4.45 0.30 6.94 4.74
D21 3.13 5.64 8.28 3.91 5.60
D23 0.39 1.50 3.00 0.73 1.24

群焦点距離
f1=14.82 f2=-7.21 f3=28.57 f4=11.95 f5=15.14

最大像高 3.84

数値実施例５
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 11.596 2.25
3 ∞ 8.60 1.90366 31.32
4 ∞ 0.30
5* 15.211 2.75 1.72476 55.03
6 -14.460 0.10 1.63387 23.38
7* -14.373 可変
8* -16.901 0.69 1.82283 44.78
9* -74.705 0.54
10 -32.230 1.25 1.89562 19.69
11 -8.253 0.70 1.88300 40.76
12 12.203 可変
13* 8.479 1.07 1.68893 31.07
14 13.687 0.63
15(絞り) ∞ 可変
16* 7.376 2.93 1.49700 81.54
17* -15.594 0.15
18 7.825 3.15 1.71038 25.81
19 -6.193 0.72 1.90823 24.24
20 3.019 1.58 1.69815 56.61
21 4.890 可変
22 16.904 1.80 1.52542 55.78
23* -12.218 可変
24 ∞ 0.50 1.58313 59.38
25 ∞ 0.50
26 ∞ 0.50 1.51633 64.14
27 ∞ 0.39
像面 ∞

非球面データ
第５面
K=-0.562
A4=-4.82045e-05,A6=-7.36616e-07,A8=2.02890e-08,A10=-5.91897e-11
第７面
K=-0.150
A4=9.14702e-05,A6=-8.01280e-07,A8=1.88756e-08
第８面
K=-4.283
A4=3.34717e-04,A6=1.19292e-05,A8=-6.90619e-07,A10=9.15023e-09
第９面
K=-58.177
A4=1.92406e-04,A6=1.26860e-05,A8=-3.55670e-07
第１３面
K=0.595
A4=-2.74949e-04,A6=-1.68473e-05,A8=1.74097e-06
第１６面
K=-0.115
A4=-1.38084e-04,A6=-7.32845e-06,A8=1.38938e-07,A10=-7.48094e-08
第１７面
K=1.120
A4=1.73997e-04,A6=-6.49915e-06,A8=-1.24516e-06,A10=-2.44462e-08
第２３面
K=-0.327
A4=-2.67394e-04,A6=7.19598e-06,A8=-3.63742e-07,A10=8.20118e-09

ズームデータ
広角 中間3 望遠 中間1 中間2
焦点距離 4.47 13.50 27.05 6.34 10.76
ＦＮＯ． 3.49 5.23 6.32 4.04 4.99
画角２ω 88.68 31.78 16.38 63.04 39.33
BF 4.04 6.02 4.54 4.09 5.06
全長 54.64 54.64 54.64 54.64 54.64
d7 0.30 6.11 9.56 2.17 4.76
d12 9.56 3.75 0.30 7.70 5.10
d15 8.44 2.25 0.30 6.55 3.30
d21 2.50 6.70 10.15 4.35 6.61
d23 2.50 4.50 3.00 2.55 3.54

群焦点距離
f1=13.82 f2=-6.91 f3=29.85 f4=14.24 f5=13.79

最大像高 3.84

以上の実施例１〜５の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図６〜図１０に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端における、球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。各図中、 “ω”は半画角を示す。

電気的に歪曲収差を補正する撮像装置に実施例１〜５のズームレンズを用いることができる。その場合、変倍時に有効撮像領域の形状が変化する。そのため、ズーム状態における像高が変化する。

本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。

歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにする。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。

広角端での最大像高ＩＨ_wは、中間焦点距離状態の最大像高ＩＨ_sや望遠端での最大像高ＩＨ_tよりも小さくなるようにしている。
例えば、広角端にて光電変換面の短辺方向の長さが有効撮像領域の短辺方向の長さと同じになるようにし、画像処理後の歪曲収差が−３％程残るように有効撮像領域を定めることができる。もちろん、それよりも小さい樽型の領域を有効撮像領域として矩形に変換した画像を記録・再生するようにしてもよい。

次に、各実施例における条件式（２）〜（７）の値及びその他の諸元値を掲げる。

条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
(2)N_R2−N_R1 0.25 0.26 0.16 0.16 0.21
(3)ｒ_CER/D_s 0.56 0.52 0.69 0.52 0.55
(4)D_s/D_t 0.10 0.16 0.09 0.09 0.10
(5)(r_NF+r_NR)/(r_NF-r_NR) 0.42 0.41 0.41 0.34 0.34
(6)F_CE/F_w -2.10 -1.99 -2.84 -2.31 -2.10
(7)D_t/IH_t 14.19 14.06 14.58 13.75 14.33
変倍比 4.7 4.9 4.7 4.8 6.１

（歪曲収差の補正）
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。

例えば、図１１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。

例えば、図１１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ₁（ω）の円周上の点Ｐ₁は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ₁'（ω）円周上の点Ｐ₂に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ₂（ω）の円周上の点Ｑ₁は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ₂'（ω）円周上の点Ｑ₂に移動させる。

ここで、ｒ'（ω）は次のように表すことができる。
ｒ'（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
ただし、
ωは被写体半画角、
ｆは結像光学系（本発明では、ズームレンズ）の焦点距離、
αは０以上１以下である。

ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／（ｆ・ｔａｎω）
となる。

光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。

ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。

つまり、離散的座標点毎に表される画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘi，Ｙj）毎に、移動先の座標（Ｘi'，Ｙj' ）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘi'，Ｙj'）に（Ｘi，Ｙj）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘi'，Ｙj'）の値を用いて補間すればよい。

このような方法は、特にズームレンズを有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。

本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ’（ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高ｒと理想像高ｒ’／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。

なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。

０≦Ｒ≦０．６Ｌs
ただし、Ｌsは有効撮像面の短辺の長さである。

好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌs≦Ｒ≦０．６Ｌs
さらには、半径Ｒは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。

なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。

ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。

そして、前記分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。

ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。
ただし、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズームレンズ）の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。

結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。

（デジタルカメラ）
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１２〜図１４は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１２はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図１３は同後方斜視図、図１４はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば実施例１の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターＦを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が５倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。

なお、図１４の例では、カバー部材１５０として平行平面板を配置しているが、省いてもよい。

（内部回路構成）
図１５は、上記デジタルカメラ１４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。

図１５に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。

操作部１１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。

制御部１１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ１４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記録媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広画角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。

以上のように、本発明にかかる反射部材を有するズームレンズは、変倍比及び画角を確保しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。

本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例２の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例４の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例５の図１と同様の図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。 歪曲収差の補正を説明する図である。 本発明による光路折り曲げズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。

符号の説明

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
Ｓ…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッターボタン
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…正立プリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系

Claims (18)

1. 物体側より順に、光路を反射する反射部材を有する正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群と、を有し、
   さらに、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に配置された明るさ絞りを有し、
   広角端から望遠端へのズーミングの際に、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動して各レンズ群の間の間隔を変化させ、前記第２レンズ群は広角端に対して望遠端にて像側に移動して第１レンズ群から遠ざかり且つ第３レンズ群に近づき、前記第４レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に移動して第３レンズ群に近づき且つ第５レンズ群から遠ざかり、
   さらに、前記第４レンズ群は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有し、
   前記接合レンズ成分中の少なくとも３つのレンズは接合される隣のレンズとは屈折率とアッベ数が異なり、
   前記接合レンズ成分中の最も像側のレンズが物体側に凸の正レンズであり、前記接合レンズ成分中の像側から２つめのレンズが像側に凹の負レンズであり且つ前記正レンズよりも屈折率が高く、以下の条件式（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ０．１＜ｒ _CER ／D _s ＜０．９ ・・・（３）
   ただし、
   ｒ _CER は、前記接合レンズ成分中の像側の２つのレンズにより形成される接合面の近軸
   曲率半径、
   D _s は、前記接合レンズ成分の光軸上の厚み、
   である。
2. 物体側より順に、光路を反射する反射部材を有する正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群と、を有し、
   さらに、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に配置された明るさ絞りを有し、
   広角端から望遠端へのズーミングの際に、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動して各レンズ群の間の間隔を変化させ、前記第２レンズ群は広角端に対して望遠端にて像側に移動して第１レンズ群から遠ざかり且つ第３レンズ群に近づき、前記第４レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に移動して第３レンズ群に近づき且つ第５レンズ群から遠ざかり、
   さらに、前記第４レンズ群は光軸上にて接して接合される少なくとも３枚のレンズで構成される接合レンズ成分を有し、
   前記接合レンズ成分中の少なくとも３つのレンズは接合される隣のレンズとは屈折率とアッベ数が異なり、
   前記第４レンズ群は、前記接合レンズ成分と正屈折力のレンズ成分を有し、前記接合レンズ成分は負の屈折力を有し、以下の条件式（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   −０．１＜F _CE ／F _w ＜−１００.０ ・・・・・（６）
   ただし、
   F _CE は、前記接合レンズ成分の焦点距離、
   F _w は、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
   である。
3. 前記ズームレンズ中の反射面の総数は１であり、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記明るさ絞りはズーミングの際に固定され、前記第５レンズ群は、遠距離から近距離への合焦動作の際に物体側に移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
4. 前記ズームレンズは５群ズームレンズであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記接合レンズ成分は前記第４レンズ群中の最も像側に配置されたレンズ成分であり、前記接合レンズ成分中の最も像側のレンズである最像側レンズは、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、前記正メニスカスレンズの物体側に接合されるレンズが前記正メニスカスレンズの屈折率よりも大きい屈折率を持つレンズであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第４レンズ群は、物体側から順に、正屈折力の正レンズ成分と、前記接合レンズ成分の２つのレンズ成分からなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第４レンズ群中の前記正レンズ成分は、物体側に凸の物体側面と像側に凸の像側面をもち、且つ、前記２つの凸面のうちの少なくともいずれかの凸面が光軸から離れるほど正の屈折力が小さくなる非球面であることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
8. 前記接合レンズ成分は、物体側に凸の物体側面を持つメニスカス形状であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記接合レンズ成分中の最も像側のレンズが像側に凹の正メニスカスレンズであり、前記接合レンズ成分中の像側から２番目のレンズが負レンズであり、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ０．０５＜N_R２−N_R１ ・・・（２）
   ただし、
   N_R1は、前記接合レンズ成分中の最も像側の前記正メニスカスレンズのｄラインに対す
   る屈折率、
   N_R2は、前記接合レンズ成分中の像側から２番目の前記負レンズのｄラインに対する屈
   折率、
   である。
10. 前記接合レンズ成分が以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    ０．０１＜D _s ／D _t ＜０．２ ・・・（４）
    ただし、
    D _s は、前記接合レンズ成分の光軸上の厚み、
    D _t は、望遠端における光軸上の最も物体側のレンズの入射面から像面位置までの光軸に沿った光路長、
    である。
11. 前記接合レンズ成分は、物体側面と像側面がともに接合面である両凹レンズを有し、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    ０．１＜(ｒ _NF ＋ｒ _NR )／(ｒ _NF −ｒ _NR )＜０．６ ・・・（５）
    ただし、
    ｒ _NF は、前記接合レンズ成分の前記両凹レンズの物体側の接合面の近軸曲率半径、
    ｒ _NR は、前記接合レンズ成分の前記両凹レンズの像側の接合面の近軸曲率半径、
    である。
12. 前記両凹レンズは物体側及び像側に接合する双方のレンズの屈折率よりも高い屈折率を有し、且つ、物体側及び像側に接合する双方のレンズのアッベ数よりも小さいアッベ数を有することを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
13. 前記第４レンズ群は、前記接合レンズ成分と正屈折力のレンズ成分を有し、前記接合レンズ成分は負の屈折力を有し、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    −０．１＜F _CE ／F _w ＜−１００.０ ・・・・・（６）
    ただし、
    F _CE は、前記接合レンズ成分の焦点距離、
    F _w は、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
    である。
14. 前記接合レンズ成分が物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズからなる接合トリプレットレンズ成分であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
15. 前記接合レンズ成分が物体側から像側に順に、両凸正レンズ、両凹負レンズ、像側に凹の正メニスカスレンズからなる接合トリプレットレンズ成分であることを特徴とする請求項１４に記載のズームレンズ。
16. 請求項１から請求項１５のいずれかに記載のズームレンズと、前記ズームレンズよりも像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
17. 前記ズームレンズが、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
    ５．０＜D _t ／IH _t ＜２０．０ ・・・（７）
    ただし、
    D _t は、望遠端における光軸上の最も物体側のレンズの入射面から像面位置までの光軸に沿った光路長、
    IH _t は望遠端における像高、
    である。
18. 前記ズームレンズによるディストーションを含んだ前記電気信号を画像処理により前記ディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の撮像装置。

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