JP5804859B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮影レンズに好適なものである。

近年、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置は撮像装置の小型化及び高機能化に伴い、それに用いられる撮影レンズには、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズであることが要求されている。

高ズーム比で小型のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ポジティブリードタイプのズームレンズが知られている。ポジティブリードタイプのズームレンズとして物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う５群構成のズームレンズが知られている。このズームタイプの５群ズームレンズにおいて第１レンズ群を負レンズと正レンズの２つのレンズより構成した小型のズームレンズが知られている（特許文献１）。

特開２００３−２５５２２８号公報

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、高ズーム比化を図ることが比較的容易である。一方、撮像装置のコンパクト化と、それに用いるズームレンズの高ズーム比化の双方を図るために、非使用時（非撮影時）に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小する沈胴式が用いられている。これによれば、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくし、撮像装置の小型化を図ることができる。

一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸方向の長さが長くなる。又、ズーミング及びフォーカシングにおける各レンズ群の移動量が大きいとレンズ全長が長くなる。この結果所望の沈胴長を得るのが難しくなり、沈胴式のズームレンズに用いるのが難しくなる。

多くの撮像装置に用いるズームレンズでは、レンズ系全体の小型化を図って且つ所定のズーム比を有しつつ、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有していることが重要な課題となっている。この課題を解決するためには、ズーミングに伴う各レンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力、各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定する必要がある。例えばズームレンズの小型化に関しては、各レンズ群の屈折力を強めればズーミングにおける各レンズ群の移動量が少なくなり、レンズ全長の短縮化が容易となる。

しかしながら、各レンズ群の屈折力を単に強めるとズーミングに伴う収差変動が大きくなり、これを良好に補正するのが難しくなってくる。特に前述したポジティブリード型の５群より成るズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化及び全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定するのが重要になってくる。例えば、第１レンズ群の屈折力やズーミングの際の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。第１レンズ群の構成が不適切であると、全系の小型化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になってくる。

本発明は、ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比でズーム全域で良好な光学特性が得られ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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
−０．５＜ｆ４／ｆｔ＜−０．２
２．４＜β３ｔ／β３ｗ＜３．６
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、前記第４レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第４１レンズ、負の屈折力の第４２レンズより構成され、
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第４レンズ群と前記第４１レンズの焦点距離を各々ｆ４、ｆ４１とするとき、
４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
−２．５＜ｆ４１／ｆ４＜−０．４
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成され、
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比でズーム全域で良好な光学特性が得られるズームレンズが得られる。

実施例１のズームレンズの広角端のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例２のズームレンズの広角端のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例３のズームレンズの広角端のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例４のズームレンズの広角端のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図 本発明の撮像装置の要部概略図

以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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る。そしてズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。

図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の広角端（短焦点距離端）、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比９．５６、開口比３．２５〜６．１１程度のズームレンズである。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比７．６５、開口比３．０３〜６．０５程度のズームレンズである。

図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比１１．４８、開口比３．７３〜６．０５程度のズームレンズである。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比１１．４８、開口比３．５０〜６．０５程度のズームレンズである。

図９は本発明のズームレンズの近軸屈折力配置における各レンズ群のズーミングに伴う移動軌跡の説明図である。図９（Ｗ）は広角端、図９（Ｔ）は望遠端を示している。図１０は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（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スチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。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。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。

ＳＰは開口絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。

球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーである。またｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図でΔＭとΔＳはｄ線におけるサジタル像面とメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図はｇ線である。ωは撮影半画角である。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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ１、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。

そして、図９に示すように広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側に移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。開口絞りＳＰは各レンズ群とは独立に、又は第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動する。

このとき各レンズ群は広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群Ｌ４との間隔が増大する。更に、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が増大するように移動する。

各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は広角端に比べて望遠端において、物体側に位置するように移動させている。これにより、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きなズーム比が得られるようにしている。

また、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１を一端像側へ移動し、その後、物体側へ移動する往復又は略往復の移動軌跡をとることで、中間ズーム領域におけるレンズ全長を短くしている。こうすることで、中間ズーム領域にて決まっている前玉有効径の有効領域を小さくして、前玉有効径の小型化を図っている。また、ズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２が像側に凸状の軌跡を描いて移動させることにより、第２レンズ群Ｌ２に大きな変倍効果を持たせている。

また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第３レンズ群Ｌ３が物体側に位置するように移動させることにより、第３レンズ群Ｌ３に大きな変倍効果を持たせている。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第４レンズ群Ｌ４が物体側に位置するように移動させることにより、フォーカスレンズ群である第５レンズ群Ｌ５のフォーカススペースを確保している。広角端から望遠端へのズーミングに際して第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。また第５レンズ群Ｌ５を光軸上を移動させてフォーカシングを行うリヤフォーカス式を採用している。

第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置した開口絞りＳＰを広角端から望遠端のズーミングに際し、各レンズ群と独立又は第３レンズ群と一体的に移動させることにより、前玉有効径の小型化を図っている。特に、開口絞りＳＰを広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動することにより、広画角化における前玉有効径の小型化を図っている。

ズーミングにおける第５レンズ群Ｌ５を物体側に凸状の軌跡を描いて移動することで、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５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している。第５レンズ群Ｌ５は変倍に伴う像面変動を補正している。また望遠端において、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、第５レンズ群Ｌ５を前方に繰出すことで行っている。

次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、物体側より像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は、物体側が凸面のメニスカス状の負の屈折力の第１１レンズ（負レンズ）と、像側に比べ物体側の面の曲率（１／Ｒ）がきつい（大きい）正の屈折力の第１２レンズ（正レンズ）を有している。ここでＲはレンズ面の曲率半径である。更に接合した接合レンズにて構成されている。ここで曲率がきついとは曲率の絶対値が大きいことをいう。

第２レンズ群Ｌ２は物体側に比べ像側の面の曲率がきつい負の屈折力の第２１レンズ、物体側に比べ像側の曲率がきつく両レンズ面が凹形状の負の屈折力の第２２レンズを有する。更に像側に比べ物体側の面の曲率がきつい正の屈折力の第２３レンズにて構成されている。

第３レンズ群Ｌ３は両レンズ面が凸形状の正の屈折力の第３１レンズ、物体側が凸面でメニスカス形状の正の屈折力の第３２レンズ、物体側が凸面のメニスカス状の負の屈折力の第３３レンズを有する。更に物体側に比べ像側の面の曲率がきつい正の屈折力の第３４レンズにて構成されている。第３２レンズと第３３レンズは接合されている。第３レンズ群Ｌ３の物体側の第３１レンズの物体側の面は非球面形状であり、これによりズーミングの際の第３レンズ群Ｌ３の移動量を短くしつつ、収差補正を良好に行っている。

第４レンズ群Ｌ４は物体側に比べ、像側の面の曲率がきつい屈折力の正の屈折力の第４１レンズと像側に比べ物体側の面の曲率がきつい負の屈折力の第４２レンズを接合した接合レンズにて構成されている。第５レンズ群Ｌ５は正の屈折力の第５１レンズにて構成されている。一般にズーム比８〜１２倍程度の正、負、正、負、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群よりなる５群ズームレンズは、第１レンズ群が３つのレンズよりなるものが多い。

これに対して、本発明においては、レンズ全系の小型化の為に第１レンズ群Ｌ１を２つのレンズで構成しつつ、所望の光学性能を確保している。広画角で高ズーム比を確保しつつレンズ全系の小型化を達成する為に各実施例では、第１レンズ群Ｌ１のズーミングに際しての移動量と光学的パワー（屈折力）を適切に設定している。具体的には、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（移動量の符号は広角端に比べて望遠端において物体側に位置するときを正、像側に位置するときを負）とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。

このとき、
４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０ ・・・（１）
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０ ・・・（２）
なる条件を満足している。

次に各条件式の技術的な意味について説明する。条件式（１）は広角端から望遠端へのズーミングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量に対する広角端における全系の焦点距離の比に関する。

条件式（１）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、望遠端においてレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が増大する為、沈胴の際のレンズ鏡筒の段数が増えてレンズ全系が大型化してくる。条件式（１）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量が小さくなりすぎると、所定のズーム比を得るため、第１レンズ群Ｌ１の光学的パワーを強くせねばならず、中間のズーム域における像面湾曲の変動を補正する事が困難となってくる。また、広角端における全長が増大し前玉有効径が大型化してくる。

条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に対する広角端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（２）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなり光学的パワーが緩すぎるとズーミングに際して色収差の変動が多くなり、これを補正することが困難となってくる。条件式（２）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなり光学的パワーが強すぎると、ズーミングに際して中間のズーム域におけるコマ収差が多くなり、この補正が困難となってくる。更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

４．３＜ｍ１／ｆｗ＜６．５ ・・・（１ａ）
９．０＜ｆ１／ｆｗ＜１２．８ ・・・（２ａ）
各実施例において更に好ましくは、次の諸条件を満足するのが良い。望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第４１レンズ、負の屈折力の第４２レンズより構成され、第４１レンズの焦点距離をｆ４１とする。広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとする。このとき、以下の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。

−０．５＜ｆ４／ｆｔ＜−０．２ ・・・（３）
−２．５＜ｆ４１／ｆ４＜−０．４ ・・・（４）
１．６＜β３ｔ／β３ｗ＜３．６ ・・・（５）
尚、条件式（５）に関しては後述する条件式（５）の下限値の値を用いて
２．４＜β３ｔ／β３ｗ＜３．６ ・・・（５ｂ）
を満足しても良い。
正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群よりなる５群ズームレンズにおいては、手ぶれ補正機能（防振機能）を付加する場合、第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直方向にシフトさせて補正を行うのが敏感度的には望ましい。

しかしながら、各実施例ではＴｏｔａｌでの全系の小型化の為、第１レンズ群Ｌ１を２つのレンズ構成としている。このため、全系での収差補正を良好に行うため、第３レンズ群Ｌ３を４つのレンズで構成することが必要となり、第３レンズ群Ｌ３で防振を行うと第３レンズ群Ｌ３の重量が重くメカ機構が大型化しやすくなる。

その為、本発明のズームレンズでは第４レンズ群Ｌ４を光軸と垂直方向の成分を持つようにシフトさせて防振を行っている。第４レンズ群Ｌ４で防振を行う為には、第４レンズ群Ｌ４の屈折力をある程度強めないと、防振時の駆動量が大きくなり、メカ機構が大型化しやすくなる。この為、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を条件式（３）を満足させるように設定するのが良い。

更にこの第４レンズ群Ｌ４で防振を行う場合、防振時の色収差の発生を軽減する必要がある。この為、第４レンズ群Ｌ４の構成を物体側に比べ像側のレンズ面の曲率がきつい（大きい）正の屈折力の第４１レンズと像側に比べて物体側のレンズ面の曲率がきつい負の屈折力の第４２レンズを接合した接合レンズにて構成している。更に防振時の色収差の発生を軽減する為の条件として、第４１レンズの光学的パワーを適切に設定している。具体的には、条件式（４）の如く設定するのが良い。

第１レンズ群Ｌ１を２つのレンズで構成し、高ズーム比を確保しつつ、良好な収差補正を行うためには、収差変動が大きくなりやすい為、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を軽減し、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担を多くさせる事が望ましい。第３レンズ群Ｌ３は主変倍レンズ群であり、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担は条件式（５）を満足することが望ましい。条件式（５）を満足しつつ良好に収差補正を行う為には、第３レンズ群Ｌ３を４つのレンズより構成するのが良い。

各実施例では、第３、第４レンズ群Ｌ３、Ｌ４は前述の如く適切に設定することにより第１レンズ群Ｌ１の２つのレンズで構成しても良好な収差補正を行う事ができるようにしている。そして、レンズ枚数が減った事により沈胴時のレンズ全長を短縮するのを容易にしている。

次に各実施例の技術的意味について説明する。条件式（３）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離に対する望遠端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（３）の上限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が長くなりすぎると、防振のための第４レンズ群Ｌ４のシフト量が大きくなりメカ系が大型化してくる。条件式（３）の下限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が短くなりすぎると、広角域における画面周辺部のコマ収差の補正が困難となってくる。

条件式（４）は第４１レンズの焦点距離に対する第４レンズ群Ｌ４の焦点距離の比に関する。条件式（４）の上限値を超えて第４１レンズの焦点距離が長くなりすぎると防振に際して色収差が増大し、この色収差の補正が困難となってくる。条件式（４）の下限を超えて第４１レンズの焦点距離が短くなりすぎると第４１レンズのコバ厚を所定量確保する為、第４レンズ群Ｌ４の厚みが増大し、第４レンズ群Ｌ４の重量が重くなり、メカ系が大型化してくる。

条件式（５）は第３レンズ群Ｌ３の変倍分担に関する。条件式（５）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が大きくなりすぎると、ズーミングに際して移動量（ストローク）が増大する為、全系が大型化してくる。条件式（５）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が小さくなると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が増大し、ズーミングに際して像面湾曲の変動が大きくなり、これを良好に補正する事が困難となってくる。更に好ましくは条件式（３）乃至（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

−０．３５＜ｆ４／ｆｔ＜−０．２２ ・・・（３ａ）
−１．９＜ｆ４１／ｆ４＜−０．７ ・・・（４ａ）
２．４＜β３ｔ／β３Ｗ＜３．０ ・・・（５ａ）
以上のように構成することにより、レンズ構成が簡易で全系がコンパクトでありながらズーム比８〜１２倍程度の高ズーム比を有しつつ、全ズーム領域にわたり高い光学性能のズームレンズを得ている。また沈胴時にコンパクトに収納出来るズームレンズを得ている。

各実施例においては、第４レンズ群Ｌ４全体を光軸と垂直方向の成分を持つようにシフトする事によって像ぶれを補正する防振機構を構成しているが、第３レンズ群Ｌ３全体を光軸と垂直方向の成分を持つようにシフトする事によって像ぶれを補正しても良い。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（撮像装置）の実施形態を図１０を用いて説明する。図１０において、２０はデジタルカメラ本体、２１は上述の実施例１〜５のいずれかズームレンズによって構成された撮影光学系、２２は撮影光学系２１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子である。２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段、２４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像が表示される。

このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

以下、実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４の具体的数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた面の番号を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との軸上間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。最も像側の２つの面はガラスブロックＧに相当している。

各数値実施例においてｒ＝１０は設計上用いたダミー面である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４〜Ａ１０を各々非球面係数としたとき、

なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０^−ｘを意味している。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を表１に示す。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 34.245 0.80 1.84666 23.8
2 23.811 2.80 1.69680 55.5
3 -1748.038 (可変)
4 65.270 0.70 1.88300 40.8
5 5.502 2.55
6 -117.628 0.40 1.88300 40.8
7 14.877 0.30
8* 9.539 1.80 2.00178 19.3
9 29.808 (可変)
10 ∞ 0.00
11(絞り) ∞ (可変)
12* 8.595 1.70 1.55332 71.7
13* -17.009 0.20
14 4.341 1.60 1.48749 70.2
15 8.162 0.50 2.00069 25.5
16 4.039 0.70
17* 133.120 1.20 1.55332 71.7
18 -8.233 (可変)
19 300.000 1.30 1.76182 26.5
20 -10.519 0.50 1.88300 40.8
21 13.205 (可変)
22 10.984 2.10 1.48749 70.2
23 -299.238 (可変)
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1
25 ∞ 1.0
像面 ∞

非球面データ
第8面
K =-4.13147e-001 A 4= 2.53155e-005 A 6= 1.29927e-007 A 8= 7.39754e-008 A10=-1.70753e-009

第12面
K =-5.95723e-001 A 4=-1.94729e-004 A 6=-3.00148e-006

第13面
K = 2.56880e+000 A 4= 4.01510e-004

第17面
K =-5.47442e+003 A 4= 2.59737e-004 A 6=-2.35217e-005

各種データ
ズーム比 9.56
広角 中間 望遠
焦点距離 4.41 16.03 42.16
Fナンバー 3.25 4.47 6.11
半画角（度） 37.64 13.59 5.25
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 44.10 50.45 70.29
BF 3.92 11.09 6.89

d 3 0.76 12.23 24.89
d 9 12.91 1.64 1.15
d11 4.39 2.81 0.80
d18 1.26 1.48 3.01
d21 1.71 2.05 14.39
d23 2.39 9.55 5.36

入射瞳位置 9.82 26.95 71.30
射出瞳位置 -20.08 -24.64 -237.20
前側主点位置 13.30 32.97 106.00
後側主点位置 -3.41 -15.02 -41.15

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 52.97 3.60 -0.10 -2.18
2 4 -7.30 5.75 0.31 -4.01
3 10 ∞ 0.00 0.00 -0.00
4 12 8.36 5.90 0.27 -4.05
5 19 -13.18 1.80 1.00 -0.01
6 22 21.78 2.10 0.05 -1.36
7 24 ∞ 0.80 0.26 -0.26

［数値実施例２］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 30.639 0.80 1.84666 23.8
2 20.891 2.70 1.69680 55.5
3 -1513.742 (可変)
4* -745.323 0.70 1.84862 40.0
5* 5.043 2.37
6 -158.448 0.40 1.80400 46.6
7 19.702 0.30
8 9.592 1.50 1.94595 18.0
9 26.921 (可変)
10 ∞ 0.00
11(絞り) ∞ 0.60
12* 7.735 1.60 1.55332 71.7
13* -14.329 0.20
14 4.074 1.50 1.48749 70.2
15 8.138 0.50 2.00069 25.5
16 3.758 0.55
17* 46.202 1.20 1.55332 71.7
18 -8.206 (可変)
19 -374.490 1.00 1.80809 22.8
20 -15.872 0.50 1.88300 40.8
21 10.540 (可変)
22 10.609 2.20 1.48749 70.2
23 -110.837 (可変)
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1
25 ∞ 1.03
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 1.23184e+004 A 4= 1.42396e-005

第5面
K =-5.42887e-001 A 4= 3.44902e-004 A 6= 1.44581e-005 A 8=-6.11409e-008 A10= 8.53111e-009

第12面
K =-1.18502e+000 A 4=-3.48462e-004 A 6=-6.72611e-006

第13面
K = 7.54046e+000 A 4= 4.48566e-004

第17面
K = 9.21258e+001 A 4=-3.20248e-004 A 6=-3.93029e-005

各種データ
ズーム比 7.65

焦点距離 4.41 14.57 33.73
Fナンバー 3.03 4.47 6.05
半画角（度） 37.64 14.89 6.55
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 40.20 42.77 59.52
BF 3.02 7.42 5.81

d 3 0.76 9.42 20.84
d 9 14.61 2.69 1.00
d18 1.11 2.50 2.41
d21 2.08 2.12 10.83
d23 1.47 5.86 4.26

入射瞳位置 9.60 21.91 57.02 32.54 14.39
射出瞳位置 -12.65 -18.27 -76.66 -23.33 -15.51
前側主点位置 12.59 25.47 76.10 34.89 18.51
後側主点位置 -3.38 -13.54 -32.70 -20.70 -6.84

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 47.65 3.50 -0.10 -2.13
2 4 -7.05 5.27 0.05 -4.09
3 10 7.50 6.15 0.76 -3.79
4 19 -11.00 1.50 0.78 -0.03
5 22 19.98 2.20 0.13 -1.36
6 24 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -80.59
2 2 29.60
3 4 -5.90
4 6 -21.77
5 8 15.12
6 12 9.32
7 14 14.93
8 15 -7.40
9 17 12.69
10 19 20.48
11 20 -7.11
12 22 19.98
13 24 0.00

［数値実施例３］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 33.556 0.80 1.84666 23.8
2 23.078 3.20 1.69680 55.5
3 962.402 (可変)
4* 53.479 0.70 1.84862 40.0
5* 5.528 2.74
6 -100.187 0.40 1.80400 46.6
7 13.836 0.30
8 9.712 1.80 1.94595 18.0
9 28.239 (可変)
10 ∞ 0.00
11(絞り) ∞ (可変)
12* 9.302 1.70 1.55332 71.7
13* -15.712 0.20
14 4.376 1.70 1.48749 70.2
15 8.465 0.50 2.00069 25.5
16 4.124 1.05
17* 78.358 1.50 1.55332 71.7
18 -8.560 (可変)
19 300.000 2.00 1.69895 30.1
20 -6.239 0.50 1.88300 40.8
21 16.337 (可変)
22 11.299 2.30 1.48749 70.2
23 -166.862 (可変)
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第4面
K =-1.55557e+002 A 4= 5.10113e-005

第5面
K = 5.85337e-002 A 4=-2.22079e-006 A 6=-1.63063e-005 A 8= 1.01933e-006 A10=-2.81723e-008

第12面
K =-4.92078e+000 A 4= 7.28672e-004 A 6=-1.10985e-005

第13面
K =-7.09634e+000 A 4= 3.95904e-004

第17面
K = 2.35725e+002 A 4= 2.83482e-004 A 6=-3.73972e-005

各種データ
ズーム比 11.48
広角 中間 望遠
焦点距離 4.41 17.60 50.59
Fナンバー 3.73 5.13 6.05
半画角（度） 37.64 12.41 4.38
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 46.91 54.31 75.35
BF 3.91 11.11 5.46

d 3 0.76 14.00 27.86
d 9 15.14 3.34 1.00
d11 3.39 1.20 1.05
d18 0.62 1.46 2.98
d21 1.71 1.82 15.61
d23 2.38 9.58 3.94

入射瞳位置 10.60 32.87 87.41
射出瞳位置 -18.26 -22.87 -2427.65
前側主点位置 14.00 37.49 136.94
後側主点位置 -3.41 -16.61 -49.59

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 55.19 4.00 -0.25 -2.56
2 4 -7.25 5.94 0.49 -3.98
3 10 ∞ 0.00 0.00 -0.00
4 12 8.59 6.65 0.69 -4.60
5 19 -12.29 2.50 1.39 -0.05
6 22 21.80 2.30 0.10 -1.45
7 24 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -90.46
2 2 33.89
3 4 -7.31
4 6 -15.10
5 8 14.94
6 12 10.82
7 14 16.35
8 15 -8.53
9 17 14.03
10 19 8.77
11 20 -5.06
12 22 21.80
13 24 0.00

［数値実施例４］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 35.241 0.80 1.84666 23.8
2 23.279 3.10 1.77250 49.6
3 241.672 (可変)
4* 32.849 0.70 1.84862 40.0
5 5.641 3.05
6 -56.439 0.40 1.88300 40.8
7 13.528 0.30
8 10.482 1.80 1.92286 18.9
9 51.697 (可変)
10 ∞ 0.00
11(絞り) ∞ (可変)
12* 10.087 1.90 1.55332 71.7
13* -10.707 0.20
14 4.324 1.80 1.48749 70.2
15 8.730 0.50 2.00069 25.5
16 3.965 1.05
17* -46.222 1.20 1.55332 71.7
18 -10.856 (可変)
19 48.667 1.80 1.69895 30.1
20 -5.159 0.50 1.88300 40.8
21 17.091 (可変)
22 12.294 2.10 1.48749 70.2
23 -33.196 (可変)
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1
25 ∞ 0.98
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 2.04555e+000 A 4=-5.59435e-005 A 6= 2.90922e-007

第12面
K =-3.61118e+000 A 4=-1.24148e-004 A 6=-4.49259e-006

第13面
K =-2.29546e+000 A 4=-1.14347e-004

第17面
K =-5.26126e+000 A 4= 5.36639e-004

各種データ
ズーム比 11.48
広角 中間 望遠
焦点距離 4.41 13.25 50.59
Fナンバー 3.50 4.58 6.05
半画角（度） 37.64 16.30 4.38
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 48.45 51.49 74.98
BF 3.89 8.52 7.55

d 3 0.76 10.87 27.75
d 9 16.70 5.25 1.00
d11 3.39 1.73 0.85
d18 0.80 2.09 5.61
d21 1.70 1.83 11.02
d23 2.38 7.01 6.05

入射瞳位置 10.95 26.65 86.22
射出瞳位置 -18.59 -22.22 -401.88
前側主点位置 14.37 32.33 130.46
後側主点位置 -3.43 -12.28 -49.61

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 56.10 3.90 -0.47 -2.63
2 4 -7.44 6.25 0.61 -4.22
3 10 ∞ 0.00 0.00 -0.00
4 12 9.16 6.65 -0.65 -5.15
5 19 -13.90 2.30 1.48 0.13
6 22 18.69 2.10 0.39 -1.05
7 24 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -83.56
2 2 33.14
3 4 -8.12
4 6 -12.33
5 8 13.95
6 12 9.70
7 14 15.50
8 15 -7.66
9 17 25.33
10 19 6.77
11 20 -4.44
12 22 18.69
13 24 0.00

Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 絞り
Ｇ ガラスブロック ＩＰ 像面

Claims (10)

1. 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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
   ４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
   ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
   −０．５＜ｆ４／ｆｔ＜−０．２
   ２．４＜β３ｔ／β３ｗ＜３．６
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、前記第４レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第４１レンズ、負の屈折力の第４２レンズより構成され、
   広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第４レンズ群と前記第４１レンズの焦点距離を各々ｆ４、ｆ４１とするとき、
   ４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
   ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
   −２．５＜ｆ４１／ｆ４＜−０．４
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
3. 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隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成され、
   広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ４．２＜ｍ１／ｆｗ＜７．０
   ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１３．０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
4. 望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
   −０．５＜ｆ４／ｆｔ＜−０．２
   なる条件を満足することを特徴とする請求項２または３に記載のズームレンズ。
5. 広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
   １．６＜β３ｔ／β３ｗ＜３．６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項２または３に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第５レンズ群は１つの正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に、ズーミングに際して各レンズ群とは異なる軌跡で移動する開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群が物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。