JP5755816B2

JP5755816B2 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP5755816B2
Application number: JP2014534169A
Authority: JP
Inventors: 小里　哲也; 哲也小里; 長　倫生; 倫生長
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2015-07-29
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Description

本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、映画撮影用カメラ等の電子カメラに用いられるズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズとしては、例えば特許文献１〜４に記載されたものが提案されている。

特開平９−２１８３５２号公報特開２００９−８６４３７号公報特開２０１０−１８５９４２号公報特開２００７−１７５３２号公報

近年デジタルカメラや映画撮影用カメラの高精細化にともない、諸収差が良好に補正されたズームレンズが求められている。また、ＦＮｏ．の小さい、いわゆる明るいズームレンズの要望が高まっている。なお、ＦＮｏ．についての要望はさらに大別して、広角端のＦＮｏ．が小さいことを望む場合、望遠端のＦＮｏ．が小さいことを望む場合、広角端から望遠端まで十分に明るく、ＦＮｏ．が変化しないことを求める場合がある。また、標準ズームレンズとして用いるには広角端で７０度程度以上の全画角を有することが求められている。さらに、最近では手振れ補正機能が付いていることも望まれている。

しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズは、ＦＮｏ．が４．６から７．２と十分に明るいものではなかった。また、特許文献２の実施例７に記載のズームレンズは、広角端のＦＮｏ．は２．８３と十分に明るいものの、望遠端のＦＮｏ．は５．６４と十分に明るいものではなかった。なお、特許文献１、２ともに手振れ補正については触れられていない。

また、特許文献３に記載のズームレンズは手振れ補正に言及したものであり、広角端のＦＮｏ．が１．８、望遠端のＦＮｏ．が３．５と十分に明るいが、広角端の全画角が６０度と狭く、デジタルカメラの標準ズームレンズとして用いるには不適であった。

また、特許文献４に記載のズームレンズも手振れ補正に言及したものであり、広角端のＦＮｏ．は２．７６と十分明るいが、望遠端のＦＮｏ．は５．１７と十分に明るいものではなかった。また広角端の焦点距離に比して、全長が長いという問題があった。また手振れ補正に用いるレンズ群の屈折力が弱く、手振れ補正時の移動量が大きいという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、手振れ補正機能を有しながら、ＦＮｏ．が小さく、諸収差が良好に補正され、全長が短く、広角端での全画角が広いズームレンズおよび該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。

本発明の第１のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群とからなり、第３−１レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、第３−２レンズ群を光軸と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行い、第５レンズ群が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なうことを特徴とする。
本発明の第２のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群とからなり、第３−２レンズ群は、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズと負レンズとが互いに接合された接合レンズからなり、第３−２レンズ群は、下記条件式を満足し、第３−２レンズ群を光軸と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行い、第５レンズ群が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なうことを特徴とする。
Ｎｐ＞Ｎｎ …（１）
νｐ＜νｎ …（２）
ただし、Ｎｐ：第３−２レンズ群を構成する正レンズの屈折率、Ｎｎ：第３−２レンズ群を構成する負レンズの屈折率、νｐ：第３−２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数、νｎ：第３−２レンズ群を構成する負レンズのアッベ数とする。

本発明のズームレンズにおいて、第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第４−１レンズ群と、負の屈折力を有する第４−２レンズ群とからなり、第４−２レンズ群を光軸方向に移動させることで合焦を行うことが好ましい。

この場合、第４−２レンズ群は、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと正レンズとが互いに接合された接合レンズを含むことが好ましい。

また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足することが好ましい。

４．０＜ｆ１／ｆｗ＜６．０ …（３）
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．２ …（４）
ただし、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

−３．０＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．０ …（５）
−１．２＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．３ …（６）
ただし、ｆ３−２：第３−２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

―３．０＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．０ …（７）
―１．２＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．３ …（８）
ただし、ｆ４−２：第４−２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

また、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、下記条件式を満足することが好ましい。

−３．０＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．１ …（９）
ただし、Ｒ１ｆ：第１レンズ群内の負レンズの物体側面の曲率半径、Ｒ１ｒ：第１レンズ群内の正レンズの像側面の曲率半径とする。

また、第１レンズ群内の負レンズと正レンズとは互いに接合されていることが好ましい。

また、第３レンズ群の物体側に絞りが設けられていることが好ましい。

４．２＜ｆ１／ｆｗ＜５．８ …（３−１）
１．４＜ｆ１／ｆｔ＜２．１ …（４−１）
また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足することが好ましい。

−２．７＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．３ …（５−１）
−１．０＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．４ …（６−１）
また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足することが好ましい。

―２．７＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．３ …（７−１）
―１．０＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．４ …（８−１）
また、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、下記条件式を満足することが好ましい。

−２．７＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．３ …（９−１）
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群とからなり、第３−２レンズ群を光軸と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行い、第５レンズ群が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なうものとしたので、手振れ補正機能を有しながら、ＦＮｏ．が小さく、諸収差が良好に補正され、全長が短く、広角端での画角が広いズームレンズとすることが可能となる。

また、本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えているため、明るく高画質の映像を得ることができるとともに、装置の小型化も可能となる。

本発明の一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例１のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例２のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例３のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例４のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例５のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１においては、左側が物体側、右側が像側である。

このズームレンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなり、第５レンズ群Ｇ５が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なうものである。なお、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は増大する。ここで、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

このズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰを第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群Ｇ３−１と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群Ｇ３−２とからなり、第３−２レンズ群Ｇ３−２を光軸Ｚと垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行う。

このように、物体側から順に正負正正正のレンズ群構成とすることで、第３レンズ群Ｇ３以降の正の屈折力を分散できるため、ＦＮｏ．を小さくするのに有利である。

なお、第５レンズ群Ｇ５については、移動機構を持たせず固定とすることで、交換レンズとして用いた場合に像側からのゴミの進入を防ぐことができ、また、変倍機構や合焦機構に直接外力が加わるのを防ぐことができる。

また、手振れ補正を特許文献３のように像面に近いレンズで行うと、手振れ補正時のレンズ群の移動量が大きくなる傾向にある。第３レンズ群全体で行う場合は、第３レンズ群は一般的に屈折力が大きいため、手振れ補正時の収差の変動が大きくなる傾向にある。特許文献４のように第３レンズ群を２つの正の屈折力を有するレンズ群に分け、物体側のレンズ群によって手振れ補正を行うと、手振れ補正群の屈折力が弱くなり過ぎ、移動量が大きくなる傾向にある。

従って、本実施形態のように、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群Ｇ３−１と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群Ｇ３−２とからなるものとし、第３−２レンズ群Ｇ３−２を光軸Ｚと垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行うことで、手振れ補正時のレンズ群の移動量を小さくすることができ、小型化、省電力、手振れ補正のレスポンスの向上に効果がある。また、第３レンズ群Ｇ３全体を移動する場合に較べて、手振れ補正時の収差変動を小さくすることができる。さらに、第３−１レンズ群Ｇ３−１が正の屈折力を有することにより、第３−２レンズ群Ｇ３−２へ入射する光束の幅が狭くなるため、第３−２レンズ群Ｇ３−２を構成するレンズのレンズ径が小さく済み、手振れ補正群の軽量化にも有利である。

本実施形態のズームレンズにおいて、第３−１レンズ群Ｇ３−１は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなることが好ましい。

第３−１レンズ群Ｇ３−１は、第２レンズ群Ｇ２を通過した発散光束が入射するため、比較的強い屈折力が必要である。特に、ＦＮｏ．を小さくするためにはこのレンズ群の負担が大きくなる。また、光軸上の厚みを増さないためには、少ない枚数で構成することも必要となる。

従って、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズ構成とすることにより、最小限の枚数で、このレンズ群で発生する諸収差を適切にコントロールすることができ、第３−２レンズ群Ｇ３−２と収差のバランスを取ることで、手振れ補正時の収差の発生量を少なくすることができる。

なお、第３−１レンズ群Ｇ３−１の最も物体側の正レンズは、両面を非球面とすることが好ましい。これにより、さらに良好に第３−２レンズ群Ｇ３−２との収差バランスを取ることが可能となる。

また、第３−２レンズ群Ｇ３−２は、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズと負レンズとが互いに接合された接合レンズからなることが好ましい。

手振れ補正に用いるレンズ群は軽量であることが求められるが、このように構成することで、重量を増さずに第３−２レンズ群Ｇ３−２で発生する収差を抑え、手振れ補正時の収差の発生を抑えることができる。

この場合、第３−２レンズ群Ｇ３−２は、下記条件式（１）、（２）を満足することが好ましい。条件式（１）を満足することにより、第３−２レンズ群Ｇ３−２で発生する球面収差、像面湾曲を押さえることができ、手振れ補正時の収差の発生を抑えることができる。条件式（２）を満足することにより、第３−２レンズ群Ｇ３−２で発生する色収差を押さえることができ、手振れ補正時の色収差の発生を抑えることができる。

Ｎｐ＞Ｎｎ …（１）
νｐ＜νｎ …（２）
ただし、Ｎｐ：第３−２レンズ群を構成する正レンズの屈折率、Ｎｎ：第３−２レンズ群を構成する負レンズの屈折率、νｐ：第３−２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数、νｎ：第３−２レンズ群を構成する負レンズのアッベ数とする。

また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する第４−１レンズ群Ｇ４−１と、負の屈折力を有する第４−２レンズ群Ｇ４−２とからなり、第４−２レンズ群Ｇ４−２を光軸方向に移動させることで合焦を行うことが好ましい。この場合、無限遠から至近側への合焦時には、第４−２レンズ群Ｇ４−２は物体側から像側へ移動する。このように構成することで、合焦時の移動量を抑えられるとともに、合焦時の移動量が大きくなる望遠端において、至近側で第５レンズＧ５との間隔に余裕が出ることから、至近距離を近くすることが可能となる。

この場合、第４−２レンズ群Ｇ４−２は、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと正レンズとが互いに接合された接合レンズを含むことが好ましい。このように構成することで、第４−２レンズ群Ｇ４−２での収差の発生を小さくすることができ、合焦時の収差の変動を押さえることができる。なお、合焦レンズ群を軽量化するためには、第４−２レンズ群Ｇ４−２をこの接合レンズのみで構成することが好ましい。

また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。条件式（３）、（４）の下限を下回ると第１レンズＧ１の屈折力が過大となり、特に望遠端での球面収差の悪化を招く。逆に、条件式（３）、（４）の上限を上回ると、薄型化が困難となる。なお、下記条件式（３−１）、（４−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

４．０＜ｆ１／ｆｗ＜６．０ …（３）
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．２ …（４）
４．２＜ｆ１／ｆｗ＜５．８ …（３−１）
１．４＜ｆ１／ｆｔ＜２．１ …（４−１）
ただし、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式（５）、（６）を満足することが好ましい。条件式（５）、（６）の下限を下回ると、第３−２レンズ群Ｇ３−２の屈折力が弱くなり、手振れ補正時の移動量が大きくなるため、小型化、省電力、手振れ補正のレスポンスの向上が難しくなる。逆に、条件式（５）、（６）の上限を上回ると、手振れ補正時の収差の変動が大きくなる。なお、下記条件式（５−１）、（６−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

−３．０＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．０ …（５）
−１．２＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．３ …（６）
−２．７＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．３ …（５−１）
−１．０＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．４ …（６−１）
ただし、ｆ３−２：第３−２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

また、広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。条件式（７）、（８）の下限を下回ると、合焦時の移動量が大きくなり、小型化、省電力、合焦速度の向上が難しくなる。逆に、条件式（７）、（８）の上限を上回ると、合焦時の収差の変動が大きくなる。なお、下記条件式（７−１）、（８−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

―３．０＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．０ …（７）
―１．２＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．３ …（８）
―２．７＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．３ …（７−１）
―１．０＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．４ …（８−１）
ただし、ｆ４−２：第４−２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の下限を下回ると、色収差の補正が困難となる。逆に、条件式（９）の上限を上回ると、特に望遠端での球面収差が悪化する。なお、下記条件式（９−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

−３．０＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．１ …（９）
−２．７＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．３ …（９−１）
ただし、Ｒ１ｆ：第１レンズ群内の負レンズの物体側面の曲率半径、Ｒ１ｒ：第１レンズ群内の正レンズの像側面の曲率半径とする。

この場合、第１レンズ群Ｇ１内の負レンズと正レンズとは互いに接合されていることが好ましい。これにより、境界面で発生しやすいゴーストの濃度を下げることができる。

また、第３レンズ群Ｇ３の物体側に絞りが設けられていることが好ましい。これにより、絞り機構と手振れ補正機構の干渉を防ぐことができる。

本ズームレンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。

また、本ズームレンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。

また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。

まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜５に対応した図２〜５においては、光学部材ＰＰも合わせて示しており、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

実施例１のズームレンズは、広角端のＦＮｏ．と小型化を重視したものである。第１レンズ群Ｇ１、第３−２レンズ群Ｇ３−２、第４−２レンズ群Ｇ４−２は、いずれも正レンズと負レンズの接合レンズにより構成される。

実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、移動面の間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜５についても基本的に同様である。

表１のレンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄には同じくｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。

なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。

また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[ｉ]と記載している。

表２の諸元に関するデータに、広角・中間・望遠の各々の、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．および全画角２ωの値を示す。

基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および移動面の間隔に関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号Ｓｉと、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ …（Ｂ）
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…２０）

実施例１のズームレンズの各収差図を図６（Ａ）〜（Ｌ）に示す。図６（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ広角の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図６（Ｅ）〜（Ｈ）はそれぞれ中間の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図６（Ｉ）〜（Ｌ）はそれぞれ望遠の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。

球面収差、非点収差、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、点線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、短破線、点線で示す。なお、球面収差図のＦｎｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図２に示す。

実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様の形状である。

また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、移動面の間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図７（Ａ）〜（Ｌ）に示す。

次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。

実施例３のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。

また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、移動面の間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図８（Ａ）〜（Ｌ）に示す。

次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。

実施例４のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。

また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、移動面の間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図９（Ａ）〜（Ｌ）に示す。

次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。

実施例５のズームレンズは、広角端から望遠端までのＦＮｏ．を略一定としつつ、望遠端のＦＮｏ．を重視したものである。望遠端のＦＮｏ．を小さくするために、第１レンズ群Ｇ１、第４−２レンズ群Ｇ４−２は、いずれも正レンズ２枚と負レンズ１枚により構成される。

また、実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１７に、諸元に関するデータを表１８に、移動面の間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１０（Ａ）〜（Ｌ）に示す。

実施例１〜５のズームレンズの条件式（３）〜（９）に対応する値を表２１に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表２１に示す値はこの基準波長におけるものである。

以上のデータから、実施例１〜５のズームレンズは全て、条件式（１）〜（８）を満たしており、条件式（９）に該当する実施例１〜４のズームレンズは全て条件式（９）を満たしており、手振れ補正機能を有しながら、ＦＮｏ．が小さく、諸収差が良好に補正され、全長が短く、広角端での画角が広いズームレンズであることが分かる。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１１に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズを用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図１１では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。

図１１に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。

ズームレンズ１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群とからなり、
前記第３−１レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
前記第３−２レンズ群を光軸と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行い、
前記第５レンズ群が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なう
ことを特徴とするズームレンズ。
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ群と、負の屈折力を有する第３−２レンズ群とからなり、
前記第３−２レンズ群は、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズと負レンズとが互いに接合された接合レンズからなり、
前記第３−２レンズ群は、下記条件式を満足し、
前記第３−２レンズ群を光軸と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行い、
前記第５レンズ群が固定された状態で、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行なう
ことを特徴とするズームレンズ。
Ｎｐ＞Ｎｎ …（１）
νｐ＜νｎ …（２）
ただし、
Ｎｐ：前記第３−２レンズ群を構成する正レンズの屈折率
Ｎｎ：前記第３−２レンズ群を構成する負レンズの屈折率
νｐ：前記第３−２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数
νｎ：前記第３−２レンズ群を構成する負レンズのアッベ数
とする。
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第４−１レンズ群と、負の屈折力を有する第４−２レンズ群とからなり、
前記第４−２レンズ群を光軸方向に移動させることで合焦を行う
ことを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
前記第４−２レンズ群は、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと正レンズとが互いに接合された接合レンズを含む
ことを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜６．０ …（３）
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．２ …（４）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
−３．０＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．０ …（５）
−１．２＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．３ …（６）
ただし、
ｆ３−２：前記第３−２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項３または４記載のズームレンズ。
―３．０＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．０ …（７）
―１．２＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．３ …（８）
ただし、
ｆ４−２：前記第４−２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
前記第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、
下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
−３．０＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．１ …（９）
ただし、
Ｒ１ｆ：前記第１レンズ群内の負レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ１ｒ：前記第１レンズ群内の正レンズの像側面の曲率半径
とする。
前記第１レンズ群内の負レンズと正レンズとは互いに接合されている
ことを特徴とする請求項８記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の物体側に絞りが設けられている
こと特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
４．２＜ｆ１／ｆｗ＜５．８ …（３−１）
１．４＜ｆ１／ｆｔ＜２．１ …（４−１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
−２．７＜ｆ３−２／ｆｗ＜−１．３ …（５−１）
−１．０＜ｆ３−２／ｆｔ＜−０．４ …（６−１）
ただし、
ｆ３−２：前記第３−２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
広角端の全画角が７０度以上であり、下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項３または４記載のズームレンズ。
―２．７＜ｆ４−２／ｆｗ＜―１．３ …（７−１）
―１．０＜ｆ４−２／ｆｔ＜―０．４ …（８−１）
ただし、
ｆ４−２：前記第４−２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
とする。
前記第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、
下記条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
−２．７＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−１．３ …（９−１）
ただし、
Ｒ１ｆ：前記第１レンズ群内の負レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ１ｒ：前記第１レンズ群内の正レンズの像側面の曲率半径
とする。
請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。