JP2009047785A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高変倍比、高性能化、小型化が可能なズームレンズと撮像装置の提供。
【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記Ｇ２が像側へ移動し、前記Ｇ３が物体側へ移動し、前記Ｇ４が光軸方向に固定され、開口絞りＳが前記Ｇ３の物体側に近接して配置され、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。（１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３、（２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２、但し、ｆ２：Ｇ２の焦点距離、ｆ４：Ｇ４の焦点距離、Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際のＧ３の移動量、ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、とする。
【選択図】図２

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、高変倍比を有すると共に小型且つ高性能なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置に関する。

従来より、カメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ(Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の光電変換素子を用いた撮像素子によって、撮像素子面上に形成された被写体像を、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法を採用した、いわゆるデジタルカメラが普及している。

ところで、近年、レンズ一体型カメラでは高いズーム比を有するズームレンズに対するユーザーニーズが増えている。

レンズ一体型カメラでは、一眼レフレックスタイプのカメラ（いわゆる一眼レフカメラ）と異なり、レンズ交換ができないため、ズーム比が低いと色々な撮影シーンに対応できないからである。

これまで、高い変倍比を実現したズームレンズとしては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されたものが知られている。

特許文献１に示されたズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群により構成され、その実施例では変倍比が約１０倍のズームレンズが開示されている。

特許文献２に示されたズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群により構成され、その実施例では変倍比が約１２倍のズームレンズが開示されている。

特許文献３に示されたズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群により構成され、その実施例では変倍比が２０倍程度のズームレンズが開示されている。

特開２００３−２８７６８１号公報 特開２００５−２１５３８５号公報 特開２００７−３５５４号公報

しかしながら、従来のズームレンズでは、高いズーム倍率、高画質化、小型化の全てを実現することが難しかった。

特許文献１に示されたズームレンズでは、可動レンズ群が多くなりすぎてしまうため、鏡筒構造の複雑化が避けられず、小型化の障害となっている。

特許文献２に示されたズームレンズでは、ある程度の高変倍化は可能であるが、小型化との両立が困難である。

特許文献３に示されたズームレンズでは、２０倍を超える高変倍比を得るための１つの方法が開示されたが、レンズ全長が大きい、近距離合焦時に移動する第４レンズ群の移動ストロークが大きすぎてオートフォーカス動作に不向きといった問題点がある。

そこで、本発明は、２０倍を超える高変倍比、高性能化、小型化の全ての実現が可能なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側より像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に近接して配置され、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３
（２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第３レンズ群の移動量
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。

また、本発明撮像装置は、前記した本発明の一実施形態による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る。

本発明によれば、２０倍を超える高変倍比、高性能化、小型化の全ての実現が可能である。

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説明する。

本発明ズームレンズは、物体側より像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に近接して配置され、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３
（２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第３レンズ群の移動量
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。

本発明ズームレンズは、物体側より像面側に順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有するズーム構成である。

レンズ一体型カメラでは、従来より、正負正正４群ズームレンズ、正負正正正５群ズームレンズが多く使われてきた。しかしながら、レンズ系に負レンズ群が１つしかなく、その負の屈折力を有する第２レンズ群が変倍作用を主に行っていたため、第２レンズ群で発生する諸収差を抑えることが課題であった。

小型化と高変倍比を実現するには、各レンズ群の屈折力を強めるのが近道だが、レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群単独で発生する軸外収差の変動を良好に補正することが難しく、その結果、第２レンズ群の屈折力が強められないため、小型化が充分図れなかった。

そこで、本発明ズームレンズにおいては、負の屈折力を有する第４レンズ群を導入することで、レンズ系全体の屈折力配置を前後対称型に近づけ、第２レンズ群が担う収差補正の負担を軽減している。

一般に、レンズ系を構成する可動レンズ群を増やせば、ズーム軌道の選択肢が増えるため、変倍比を高めた際に生じる諸収差の変動を良好に補正することができる。しかし、逆に、駆動機構が増えて鏡筒構造が複雑化するという問題点もある。仮に、レンズ系が小さくなっても、鏡筒構造が複雑化に伴って大型化しては、カメラ本体の大型化を引き起こして、携行性を損ねてしまう。

本発明ズームレンズにおいては、変倍時に第４レンズ群を光軸方向に固定することによって、鏡筒構造が複雑化することなく、高変倍化と小型化とを両立させることができる。なお、最も像側に負レンズ群を配置することも可能ではあるが、該負レンズ群を光軸方向に固定した場合、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態によらず、該負レンズ群の横倍率が一定となり、変倍作用には寄与しない。また、変倍に寄与させようと、物体側へ移動させるようにした場合、望遠端状態におけるレンズ全長が大型化してしまうため、好ましくない。同時に、駆動機構が増えることによる鏡筒構造の複雑化も引き起こしてしまう。

本発明ズームレンズにおいては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が増大するように、少なくとも、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群が物体側へ移動し、第４レンズ群が光軸方向に固定される。また、開口絞りが第３レンズ群の物体側に近接して配置される。

レンズ位置状態が変化する際に、以上のように各レンズ群を移動させることにより、軸外収差の変動を良好に補正することができる。

具体的には、広角端状態における第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔を狭めることで、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、画面周縁部で発生するコマ収差が抑えられる。また、第２レンズ群と開口絞りとの間隔を広げることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて、その結果、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正することができる。

広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔を広げることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、その結果、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。また、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔を狭め、且つ、第２レンズ群と開口絞りとの間隔も減少させることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、レンズ位置状態が変化する際に生じる軸外収差の変動をより良好に抑えることができる。

さらに、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群が物体側へ移動することにより、第３レンズ群の横倍率が積極的に変化する、つまり、第３レンズ群が変倍作用に寄与する。

この際、第３レンズ群の移動量が大きくなりすぎると、第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を物体側へ移動させなければならないので、レンズ全長の大型化を引き起こしてしまうので、第３レンズ群の移動量を適切に設定することが望ましい（前記の条件式（２）参照）。

前記条件式（１）は第２レンズ群と第４レンズ群との焦点距離比を規定する条件式であり、小型化と高性能化を両立させるための条件を規定するものである。

条件式（１）の下限値を下回った場合、第２レンズ群の屈折力が強まり且つ第４レンズ群の屈折力が弱まり、第４レンズ群の収差補正上の効果が薄くなり、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。

条件式（１）の上限値を上回った場合、第２レンズ群の屈折力が弱まり且つ第４レンズ群の屈折力が強まり、望遠端状態において第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔を広げざるを得なく、レンズ全長が大きくなってしまう。同時に、第４レンズ群による発散作用が強まるため、レンズ全長がより大きくなってしまう。

なお、本発明ズームレンズにおいては、製造時に発生する、第３レンズ群と第４レンズ群との相互偏心による光学性能の低下、第４レンズ群と第５レンズ群との相互偏心による光学性能の低下を抑え、製造誤差の影響を小さくして安定した光学品質を確保するには、条件式（１）の上限値を０．２５とすることが望ましい。

本発明ズームレンズにおいては、広角端状態における画角の変化に伴う軸外収差の変動をより良好に補正するために、前記条件式（２）を満足することを要する。

条件式（２）は第３レンズ群の変倍作用を規定する条件式である。

分母ｆｔはズーム比Ｚを（Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ）とすると、ｆｔ＝ｆｗ・Ｚとなる。従って、条件式（２）のΔ３／ｆｔはΔ３／（Ｚ・ｆｗ）と表記することができ、条件式（２）はズーム比に対する第３レンズ群の移動量を規定していることになる。

条件式（２）の下限値を下回った場合、レンズ位置状態の変化に伴う第２レンズ群の横倍率の変化が大きくなるため、レンズ径を維持しようとすると、第２レンズ群の屈折力が強まるため、広角端状態で画角の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。

逆に、条件式（２）の上限値を上回った場合、第３レンズ群の移動量が大きくなる、すなわち、第３レンズ群の横倍率の変化が大きくなりすぎるため、第３レンズ群で発生するレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、さらなる小型化とさらなる高性能化を図るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．１５＜Ｄ４／ＴＬ＜０．３
但し、
Ｄ４：第４レンズ群の最も像面側のレンズ面から像面までの距離
ＴＬ：望遠端状態におけるレンズ全長
とする。

条件式（３）は第４レンズ群の位置を規定する条件式である。

条件式（３）の上限値を上回った場合、第４レンズ群の位置が像面から離れ、レンズ全長が大型化してしまう。

条件式（３）の下限値を下回った場合、第４レンズ群の位置が像面に近づくため、第５レンズ群の移動ストロークを減らさざるを得なくなり、第４レンズ群及び第５レンズ群の屈折力が強まるので、レンズ位置状態が変化する際に生じる軸外収差を良好に補正することが難しく、さらなる高性能化を図ることができない。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、近距離合焦時に前記第５レンズ群が光軸方向に移動すると共に、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）−０．１＜β5t＜０．６
但し、
β5t：望遠端状態における第５レンズ群の横倍率
とする。

一般に、撮像素子により被写体像を記録する場合、光学系の射出瞳位置が像面から離れる、すなわち、光学系を射出する主光線が光軸に平行に近い状態となる。このため、光学系の最も像側に配置されるレンズ群を光軸方向に駆動する、いわゆる、リアーフォーカス方式を採用した場合、当該レンズ群が光軸方向に移動した際に、該レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化が小さいため、諸収差の変動が少ない状態で近距離合焦が行える。

本発明の一実施形態においても同様であり、第５レンズ群を光軸方向に移動した際に被写体距離の変化に伴う諸収差の変動が少ない状態で近距離合焦を行うことが出来る。

条件式（４）は第５レンズ群の横倍率を規定する条件式であり、近距離合焦に必要な移動ストロークを小さくするための条件式である。

条件式（４）の上限値を上回った場合、望遠端状態において近距離合焦に必要な移動ストロークが大きくなり、駆動機構の仕事量が増えてしまい、その結果、省電力化を充分に図ることができない。

逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、第４レンズ群を射出する光束が発散された状態で第５レンズ群に入射するため、レンズ全長の大型化を引き起こしてしまう。

第５レンズ群は、近距離合焦と共に、各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する役割を為すことが望ましい。これは第５レンズ群が正の屈折力を有し、最も像側に配置されるため、第５レンズ群が光軸方向に移動しても、第５レンズ群を通過する軸外光束の高さが極端に変化しない特徴を利用できるからである。この特徴により、第５レンズ群が光軸方向に移動しても、軸外収差の変動が少ないため、像面位置を補償する役割に適している。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、近距離合焦時に第５レンズ群が光軸方向に移動し、条件式（４）を満足すると共に、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。。
（５）０．２５＜β2w・β2t＜０．８
但し、
β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
とする。

これにより小型化と高性能化を図ることができる。

条件式（５）は第２レンズ群の横倍率を規定する条件式である。

レンズ全長を短縮するには、第５レンズ群の移動ストロークを減らすことが効果的である。これは、第４レンズ群を光軸方向に固定するためには、第４レンズ群の像側に第５レンズ群の移動ストローク分のスペースを確保することが必要だからである。

第５レンズ群の移動ストロークは、（Ａ）コンペンゼート移動量と（Ｂ）フォーカス移動量の和で表される。この（Ａ）コンペンゼート移動量は像面位置を補償するのに必要な移動量（被写***置が無限遠）を示し、（Ｂ）フォーカス移動量は被写***置が変化した際に像面位置を一定に保つのに必要な移動量である。

このため、第５レンズ群の移動ストロークを減らすには、（ａ）無限遠被写体に対する広角端状態と望遠端状態での第５レンズ群の位置差を減らす、（ｂ）望遠端状態でのフォーカス移動量を減らすことが必要であり、（ｂ）は前記条件式（４）を満足することにより達成できる。条件式（５）は（ａ）に対応する条件式である。

この実施形態においては、第２レンズ群の横倍率が広角端状態では−１より大きく、望遠端状態では−１より小さくなる。これにより、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群が等倍（すなわち−１）となる位置を含むため、第５レンズ群の移動軌跡は一旦、物体側へ移動した後、方向が逆転して、像側へ移動する。その結果、単一方向に移動する場合と比較して、移動ストロークを減らすことができる。

条件式（５）の下限値を下回った場合、望遠端状態における第２レンズ群の横倍率が小さくなるため、望遠端状態における第５レンズ群のレンズ位置が物体側へ移動するので、コンペンゼート移動量が大きくなって、その結果、レンズ全長の短縮化を充分に図ることができなくなってしまう。

条件式（５）の上限値を上回った場合、望遠端状態における第２レンズ群の横倍率が大きくなるため、望遠端状態において第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうので、レンズ径の小型化を充分に図ることができなくなってしまう。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、近距離合焦時に第５レンズ群が光軸方向に移動し、条件式（４）及び条件式（５）を満足すると共に、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．３＜|ｆ４|／ｆｔ＜１．５
条件式（６）は第４レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。

条件式（６）の上限値を上回った場合、第４レンズ群の屈折力が弱まり、広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正するために、第２レンズ群の負の屈折力を強めることができず、その結果、望遠端状態において第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔を広げざるを得なく、レンズ全長の短縮化が難しくなってしまう。

逆に、条件式（６）の下限値を下回った場合、第４レンズ群の屈折力が強まり、望遠端状態におけるレンズ全長が大きくなりすぎて、小型化の要求を十分に満たすことが出来ない。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、望遠端状態で発生する負の球面収差を良好に補正するために、前記第１レンズ群が、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズ成分と、該接合レンズ成分の像側に配置される１又は複数の正レンズ成分とにより構成され、以下の条件式（７）及び（８）を満足することが望ましい。
（７）−０．１５＜ｆ１／ｆ1a＜０．４
（８）νｄ1P＞７０
但し、
ｆ1a：第１レンズ群中に配置される接合レンズ成分の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
νｄ1P：第１レンズ群中に配置される接合レンズ成分の正レンズのアッベ数
とする。

第１レンズ群単独で発生する色収差や負の球面収差を良好に補正するには、第１レンズ群を構成する接合レンズ成分と正レンズ成分の機能を明確化することが重要である。

本実施形態によるズームレンズにあっては、接合レンズ成分が主に軸上色収差と負の球面収差を補正する収差補正機能、正レンズ成分が光束を収斂させる屈折機能をなすことにより、少ないレンズ枚数ながら変倍比を高くしても小型化と高性能化との両立を図ることができる。

条件式（７）はこの機能を明確化する条件式である。条件式（７）の上限値を上回った場合、接合レンズ成分により軸上色収差が充分に補正することができなくなってしまう。逆に、条件式（７）の下限値を下回った場合、正レンズ成分により発生する負の球面収差を接合レンズにより補正することができなくなってしまう。

また、望遠端状態で発生する軸上色収差をより良好に補正するために、接合レンズ成分を構成する正レンズが条件式（８）を満足する低分散のガラス材料で形成されることが望ましい。条件式（８）の下限値を下回ると、望遠端状態で発生する軸上色収差をより良好に補正することが出来なくなってしまう。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第２レンズ群が、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ成分、両凸形状の第２負レンズ成分、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分で構成され、以下の条件式（９）及び（１０）を満足することが望ましい。
（９）１．７＜ｎ2a
（１０）３．５＜（ｒ2d＋ｒ3e）／ｆｗ＜１２
但し、
ｎ2a：第１負レンズ成分のｄ線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））に対する屈折率
ｒ2d：第２負レンズ成分の像面側レンズ面の曲率半径
ｒ2e：正レンズ成分の物体側レンズ面の曲率半径
とする。

この実施の形態にあっては、各レンズの収差補正上の役割を明確化して、第２レンズ群単独で発生する諸収差を良好に補正することができ、その結果、より高い変倍比とより高い光学性能を実現することができる。具体的には、第１負レンズ成分は広角端状態で発生する軸外収差を補正し、第２負レンズ成分と正レンズ成分は軸上収差を良好に補正する。

条件式（９）の下限値を下回った場合、軸外収差を充分に補正することができず、さらなる高性能化が難しい。

条件式（１０）の下限値を下回った場合、第２負レンズ成分と正レンズ成分との相互偏心による光学性能の低下が著しく大きくなって、製造時の組付誤差による性能劣化が著しくなる。

条件式（１０）の上限値を上回った場合、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、充分なる高性能化を図ることができなくなってしまう。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第５レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されることが望ましい。ダブレット構成とすることにより、軸外収差と軸上収差とを同時に補正することが可能となり、被写***置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第３レンズ群に非球面を用いることによって、中心性能のさらなる高性能化が可能となる。また、第２レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能になる。

さらに、複数の非球面を１つの光学系に用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群、あるいは１つのレンズ群中の部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることによって、像をシフトさせることが可能である。

シフトさせるレンズ群が小径であるほど、シフトレンズを駆動する駆動機構の省電力化や小型化を図ることができるため、第３レンズ群、第４レンズ群のうち、いずれかのレンズ群、あるいはそのレンズ群を構成する一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることが望ましい。

第３レンズ群は開口絞りの近くに位置するため、軸外光束が光軸付近を通過する。このため、第３レンズ群をシフトさせた際に生じる軸外収差の発生が少なく、高性能化を達成しやすい。

第４レンズ群は光軸方向に固定されるレンズ群であり、シフトレンズ群に適している。これはシフトレンズの駆動機構が光軸方向に固定されるため、鏡筒構造の簡易化が図りやすい。

また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することも勿論、可能である。

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。

なお、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ものとする。

なお、数１式において、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ａ、Ｂ、…は非球面係数である。

図１は本発明の第１の実施の形態乃至第５の実施の形態によるズームレンズの屈折力配分を示しており、物体側より像面側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５を有し、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４が光軸方向に固定であり、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動して、第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５が一旦物体側へ移動した後、像側へ移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１については、その移動軌跡を自由に選ぶことができ、また、固定とすることも可能である。

図２は本発明の第１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Ｇ１は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３により構成される。第３レンズ群Ｇ３は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けた両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合負レンズＬ３２により構成される。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４により構成される。第５レンズ群Ｇ５は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズＬ５により構成される。

開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と別の軌道で移動する。

さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置される。

表１に前記ズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。なお、表１及びその他のレンズデータを示す表において、「面番号」は物体側から順番に１、２、・・・と示し、「曲率半径は」は物体側からｉ番目のレンズ面の曲率半径、「面間隔」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の面間隔、「屈折率」は物体側からｉ番目の面のｄ線に対する屈折率、「アッベ数」は物体側からｉ番目の面におけるｄ線に対するアッベ数、を示すものとする。また、曲率半径「ｒｉ」に関し「０．０００」は当該面が平面であることを示し、軸上面間隔に関し「Ｄｉ」は当該面間隔が可変間隔であることを示す。

ズームレンズ１において、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３１の物体側面（第１３面）及び第５レンズ群Ｇ５の接合正レンズＬ５の物体側面（第２０面）は非球面で構成されている。数値実施例１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「Ｋ」と共に表２に示す。なお、表２において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「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。

ズームレンズ１において、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１１、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１７、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１９及び第５レンズ群Ｇ５とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２２が変化する。そこで、数値実施例１における前記各間隔の広角端（ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離（ｆ＝２．４８６）、第２中間焦点距離（ｆ＝６．２３６）、望遠端（ｆ＝１８．７７７）における各値を焦点距離「ｆ」、開放Ｆ値「ＦＮＯ．」、画角「２ω」と共に表３に示す。

表４に数値実施例１の前記各条件式（１）〜（１０）対応値を示す。

図３乃至図６は前記数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図３は広角端状態（ｆ＝１．０００）、図４は第１中間焦点距離状態（ｆ＝２．４８６）、図５は第２中間焦点距離状態（ｆ＝６．２３６）、図６は望遠端状態（ｆ＝１８．７７７）における諸収差図を示す。

図３乃至図６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。

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７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Ｇ１は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３により構成される。第３レンズ群Ｇ３は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けた両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合負レンズＬ３２により構成される。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４により構成される。第５レンズ群Ｇ５は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズＬ５により構成される。

開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と別の軌道で移動する。

さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置される。

表５に前記ズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。

ズームレンズ２において、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３１の物体側面（第１３面）及び第５レンズ群Ｇ５の接合正レンズＬ５の物体側面（第２０面）は非球面で構成されている。数値実施例２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「Ｋ」と共に表６に示す。

ズームレンズ２において、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１１、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１７、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１９及び第５レンズ群Ｇ５とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２２が変化する。そこで、数値実施例２における前記各間隔の広角端（ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離（ｆ＝２．５９５）、第２中間焦点距離（ｆ＝６．９２４）、望遠端（ｆ＝１８．７７６）における各値を焦点距離「ｆ」、開放Ｆ値「ＦＮＯ．」、画角「２ω」と共に表７に示す。

表８に数値実施例２の前記各条件式（１）〜（１０）対応値を示す。

図８乃至図１１は前記数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図８は広角端状態（ｆ＝１．０００）、図９は第１中間焦点距離状態（ｆ＝２．５９５）、図１０は第２中間焦点距離状態（ｆ＝６．９２４）、図１１は望遠端状態（ｆ＝１８．７７６）における諸収差図を示す。

図８乃至図１１の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。

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１２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Ｇ１は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３により構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３により構成される。第３レンズ群Ｇ３は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けた両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合負レンズＬ３２により構成される。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４により構成される。第５レンズ群Ｇ５は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズＬ５により構成される。

開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と別の軌道で移動する。

さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置される。

表９に前記ズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。

ズームレンズ３において、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３１の物体側面（第１５面）及び第５レンズ群Ｇ５の接合正レンズＬ５の物体側面（第２２面）は非球面で構成されている。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「Ｋ」と共に表１０に示す。

ズームレンズ３において、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１３、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１９、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ２１及び第５レンズ群Ｇ５とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２４が変化する。そこで、数値実施例３における前記各間隔の広角端（ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離（ｆ＝２．６１４）、第２中間焦点距離（ｆ＝７．０９１）、望遠端（ｆ＝１８．７７８）における各値を焦点距離「ｆ」、開放Ｆ値「ＦＮＯ．」、画角「２ω」と共に表１１に示す。

表１２に数値実施例３の前記各条件式（１）〜（１０）対応値を示す。

図１３乃至図１６は前記数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１３は広角端状態（ｆ＝１、０００）、図１４は第１中間焦点距離状態（ｆ＝２．６１４）、図１５は第２中間焦点距離状態（ｆ＝７．０９１）、図９は望遠端状態（ｆ＝１８．７７８）における諸収差図を示す。

図１３乃至図１６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。

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。

図１７は本発明の第４の実施の形態にかかるズームレンズ４のレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ２３により構成される。第３レンズ群Ｇ３は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けた両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合負レンズＬ３２により構成される。第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負レンズＬ４により構成される。５レンズ群Ｇ５は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズＬ５により構成される。

開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と別の軌道で移動する。

さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置される。

表１３に前記ズームレンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデータを示す。

ズームレンズ４において、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３１の物体側面（第１４面）及び第５レンズ群Ｇ５の接合正レンズＬ５の物体側面（第２１面）は非球面で構成されている。数値実施例４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「Ｋ」と共に表１４に示す。

ズームレンズ４において、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１２、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１３、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１８、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ２０及び第５レンズ群Ｇ５とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２３が変化する。そこで、数値実施例４における前記各間隔の広角端（ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離（ｆ＝４．６２４）、第２中間焦点距離（ｆ＝１０．８２０）、望遠端（ｆ＝２２．５３０）における各値を焦点距離「ｆ」、開放Ｆ値「ＦＮＯ．」、画角「２ω」と共に表１５に示す。

表１６に数値実施例４の前記各条件式（１）〜（１０）対応値を示す。

図１８乃至図２１は前記数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１８は広角端状態（ｆ＝１．０００）、図１９は第１中間焦点距離状態（ｆ＝４．６２４）、図２０は第２中間焦点距離状態（ｆ＝１０．８２０）、図２１は望遠端状態（ｆ＝２２．５３０）における諸収差図を示す。

図１８乃至図２１の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。

各収差図から、数値実施例４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２２は本発明の第５の実施の形態にかかるズームレンズ５のレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ２３により構成される。第３レンズ群Ｇ３は、物体側より像面側へ順に位置した、物体側に凸面を向けた両凸形状の正レンズＬ３１、像側に凹面を向け両面に非球面を有するメニスカス形状の負レンズＬ３２により構成される。第４レンズ群Ｇ４は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合負レンズＬ４により構成される。第５レンズ群Ｇ５は、物体側より像面側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズＬ５により構成される。

開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。

さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置される。

表１７に前記ズームレンズ５に具体的数値を適用した数値実施例５のレンズデータを示す。

ズームレンズ５において、第３レンズ群Ｇ３のメニスカス形状の負レンズＬ３２の両面（第１６面、第１７面）及び第５レンズ群Ｇ５の接合正レンズＬ５の物体側面（第２１面）は非球面で構成されている。数値実施例５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「Ｋ」と共に表１８に示す。

ズームレンズ５において、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１７、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ２０及び第５レンズ群Ｇ５とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２３が変化する。そこで、数値実施例５における前記各間隔の広角端（ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離（ｆ＝５．０３６）、第２中間焦点距離（ｆ＝１０．８１６）、望遠端（ｆ＝２２．５２１）における各値を焦点距離「ｆ」、開放Ｆ値「ＦＮＯ．」、画角「２ω」と共に表１９に示す。

表２０に数値実施例５の前記各条件式（１）〜（１０）対応値を示す。

図２３乃至図２６は前記数値実施例５の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図２３は広角端状態（ｆ＝１．０００）、図２４は第１中間焦点距離状態（ｆ＝５．０３６）、図２５は第２中間焦点距離状態（ｆ＝１０．８１６）、図２６は望遠端状態（ｆ＝２２．５２１）における諸収差図を示す。

図２３乃至図２６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。

各収差図から、数値実施例５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、前記ズームレンズは、物体側より像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に近接して配置され、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３
（２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第３レンズ群の移動量
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。

従って、本発明撮像装置にあっては、２０倍を超える高変倍比、高性能化、小型化の全ての実現が可能である。

次に、本発明撮像装置を具体化した実施の形態の一例を示す。この実施の形態は、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したものであり、図２７に該デジタルスチルカメラの構成例をブロック図で示す。

デジタルスチルカメラ１００は、撮像機能を担うレンズブロック１０と、撮像された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０と、撮像された画像等を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）４０と、メモリカード５１への書き込み／読み出しを行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、装置全体を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０と、ユーザによる操作入力のための入力部７０と、レンズブロック１０内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０を具備する。

レンズブロック１０は、本発明が適用されるズームレンズ１を含む光学系や、ＣＣＤ等の撮像素子１２等により構成される。カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換や、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の信号処理を行う。画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。なお、ズームレンズ１としては前記した本発明ズームレンズ１乃至５及びその数値実施例１乃至５を使用することができ、また、前記した実施の形態や数値実施例以外の態様により実施された本発明ズームレンズを使用することもできる。

メモリカード５１は、着脱可能な半導体メモリからなる。リーダ／ライタ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データをメモリカード５１に書き込み、またメモリカード５１に記録された画像データを読み出す。ＣＰＵ６０は、デジタルスチルカメラ内の各回路ブロックを制御する制御処理部であり、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。

入力部７０は、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するためのモード選択スイッチ等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて、ズームレンズ１内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。

以下に、このデジタルスチルカメラ１００の動作を簡単に説明する。

撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、レンズブロック１０において撮像された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいて、ズームレンズ１内の所定のレンズが移動される。

そして、入力部７０からの指示入力信号によりレンズブロック１０の図示しないシャッタが切られると、撮像された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはリーダ／ライタ５０に出力され、メモリカード５１に書き込まれる。

なお、フォーカシングは、例えば、シャッタレリーズボタンが半押しされた場合、あるいは記録のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１内の所定のレンズを移動させることにより行われる。

また、メモリカード５１に記録された画像データを再生する場合は、入力部７０による操作に応じて、リーダ／ライタ５０によりメモリカード５１から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０で伸張復号化処理された後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力される。これにより再生画像が表示される。

なお、上記した実施の形態では、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した場合について説明したが、例えば、ビデオカメラといった他の撮像装置等に適用することも可能である。

また、前記実施の形態や数値実施例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を示したものにすぎず、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。

本発明ズームレンズの屈折力配置を示す説明図である。 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乃至図６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、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。

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９乃至図１１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、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 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１４乃至図１６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、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１９乃至図２１と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４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、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第５の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図２４乃至図２６と共に第５の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例５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、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した実施の形態の回路ブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｌ１１…接合レンズ成分、Ｌ１２…正レンズ成分、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ２１…第１負レンズ成分、Ｌ２２…第２負レンズ成分、Ｌ２３…正レンズ成分、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、２…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｌ１１…接合レンズ成分、Ｌ１２…正レンズ成分、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ２１…第１負レンズ成分、Ｌ２２…第２負レンズ成分、Ｌ２３…正レンズ成分、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、３…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｌ１１…接合レンズ成分、Ｌ１２…正レンズ成分、Ｌ１３…正レンズ成分、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ２１…第１負レンズ成分、Ｌ２２…第２負レンズ成分、Ｌ２３…正レンズ成分、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、４…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｌ１１…接合レンズ成分、Ｌ１２…正レンズ成分、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ２１…第１負レンズ成分、Ｌ２２…第２負レンズ成分、Ｌ２３…正レンズ成分、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、５…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｌ１１…接合レンズ成分、Ｌ１２…正レンズ成分、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ２１…第１負レンズ成分、Ｌ２２…第２負レンズ成分、Ｌ２３…正レンズ成分、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、１００…デジタルスチルカメラ（撮像装置）、１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (8)

1. 物体側より像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有し、
   広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、
   開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に近接して配置され、
   以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３
   （２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２
   但し、
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第３レンズ群の移動量
   ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
   とする。
2. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   （３）０．１５＜Ｄ４／ＴＬ＜０．３
   但し、
   Ｄ４：第４レンズ群の最も像面側のレンズ面から像面までの距離
   ＴＬ：望遠端状態におけるレンズ全長
   とする。
3. 近距離合焦時に前記第５レンズ群が光軸方向に移動すると共に、
   以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   （４）−０．１＜β5t＜０．６
   但し、
   β5t：望遠端状態における第５レンズ群の横倍率
   とする。
4. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
   （５）０．２５＜β2w・β2t＜０．８
   但し、
   β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
   β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
   とする。
5. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
   （６）０．３＜|ｆ４|／ｆｔ＜１．５
6. 前記第１レンズ群が、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズ成分と、該接合レンズ成分の像側に配置される１又は複数の正レンズ成分とにより構成され、
   以下の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   （７）−０．１５＜ｆ１／ｆ1a＜０．４
   （８）νｄ1P＞７０
   但し、
   ｆ1a：第１レンズ群中に配置される接合レンズ成分の焦点距離
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   νｄ1P：第１レンズ群中に配置される接合レンズ成分の正レンズのアッベ数
   とする。
7. 前記第２レンズ群が、物体側より像面側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ成分、両凸形状の第２負レンズ成分、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分で構成され、
   以下の条件式（９）及び（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   （９）１．７＜ｎ2a
   （１０）３．５＜（ｒ2d＋ｒ3e）／ｆｗ＜１２
   但し、
   ｎ2a：第１負レンズ成分のｄ線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））に対する屈折率
   ｒ2d：第２負レンズ成分の像面側レンズ面の曲率半径
   ｒ2e：正レンズ成分の物体側レンズ面の曲率半径
   とする。
8. 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、物体側より像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群を有し、
   広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、
   開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に近接して配置され、
   以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
   （１）０．０５＜ｆ２／ｆ４＜０．３
   （２）０．１＜Δ３／ｆｔ＜０．２
   但し、
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   Δ３：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第３レンズ群の移動量
   ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
   とする。

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