JP4950630B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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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、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の電子写真カメラやフィルム用カメラや放送用カメラ等に好適に用いられるものである。
固体撮像素子を用いたデジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置用のズームレンズとしては、光学系全体が小型でかつ高ズーム比であることが要求されている。最も物体側のレンズ群が正の屈折力のレンズ群より成るポジティブリードタイプのズームレンズは高ズーム比が容易で、特にズーム比１０以上のズームレンズとしてよく用いられている。
ポジティブリードタイプのズームレンズとして物体側から像側へ順に正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群構成の小型で高ズーム比のズームレンズが知られている。
５群構成のズームレンズで負の屈折力の第４レンズ群を１つのコンポーネントで構成した小型のズームレンズが知られている（特許文献１〜５）。
一方、撮影系に偶発的に振動が伝わったときに生ずる画像のぶれ（像ぶれ）を一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて補償する防振機能を有したズームレンズが知られている。
このうち、前述した５群構成のズームレンズにおいて第３レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて像ぶれを補正するようにした防振機能を有した５群構成のズームレンズが知られている（特許文献６）。
特開平5-215967号公報 特開平8-271789号公報 特開平9-230234号公報 特開2000-227551号公報 特開2002-228931号公報 特開2000-298235号公報
デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置用のズームレンズには、光学系全体が小型でかつ高ズーム比であること、そして防振機能を有していること等が要求されている。
特に像ぶれ補正（手ぶれ補正）のための補正レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて補正する場合、移動機構の小型化、省電力化を図るために補正レンズ群が小型軽量化であることが求められている。
更に、像ぶれ補正時の収差変動が少なく、高い光学性能を有することが求められている。これらの要求を満足するズームレンズを得るには、ズームタイプや防振用の補正レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
本発明は、像ぶれ補正用の補正レンズ群が小型軽量化で像ぶれ補正が容易で、しかも像ぶれ補正時の収差変動を良好に補正し、高い光学性能が得られるズームレンズ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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が大きくなるように複数のレンズ群が移動してズーミングを行うズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は１つのレンズコンポーネントからなり、前記第４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て全系の結像位置を変化させ、前記第４レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数をν４、前記第４レンズ群の光軸上の厚みをＤ４、全系の広角端における焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
６３＜ν４
Ｄ４／ｆｗ＜０．３
１．７７≦ｆ３／ｆｗ＜２．５
１．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、像ぶれ補正用の補正レンズ群が小型軽量化で像ぶれ補正が容易で、しかも像ぶれ補正時の収差変動を良好に補正し、高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（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、図３、図４は本発明の実施例１の広角端と中間のズーム位置と望遠端における縦収差図である。
図５は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、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、図７、図８は本発明の実施例２の広角端と中間のズーム位置と望遠端における縦収差図である。
図９は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、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１０、図１１、図１２は本発明の実施例３の広角端と中間のズーム位置と望遠端における縦収差図である。
図１３は本発明の実施例４のズームレンズの広角端、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１４、図１５、図１６は本発明の実施例４の広角端と中間のズーム位置と望遠端における縦収差図である。
図１７は、本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
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。
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力を有する第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力を有する第５レンズ群である。ここで屈折力とは、光学的パワー＝焦点距離の逆数である。
ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３中又は、その近傍（物体側又は像側）に配置
されている。
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面等の感光面に相当する。
収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）及びｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、ΔＭ，ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群）Ｌ２が機構上光軸上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では、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２、第３、第５レンズ群Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５を矢印のように移動させている。勿論、ズーミングに際して移動するレンズ群の組み合わせは上記に限らず、５つのレンズ群のうち複数のレンズ群を移動させて、各レンズ群間の間隔を変化させれば良い。例えば、第１、３、５レンズ群であっても、第２、３、４、５レンズ群であっても、第１、２、３、５レンズ群であっても、第２、４レンズ群であっても、全レンズ群であっても構わない。
具体的には、第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させて変倍を行うと共に、第３レンズ群Ｌ３を物体側に凸状の軌跡の一部を有しつつ、移動させている。
第５レンズ群Ｌ５は変倍に伴う像面変化を補正するように移動している。このようなズーム方式をとることによって高変倍比のズームレンズを得ている。
また、第５レンズ群Ｌ５を光軸上移動させてフォーカスを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４は単一レンズ又は接合レンズより成る負の屈折力の１つのレンズコンポーネントから成っている。
第４レンズ群Ｌ４は、光軸と垂直方向の成分を持つように移動して、全系の結像位置を光軸と垂直方向に変化させている。
このように負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を防振レンズ群とすることにより、正の屈折力のレンズ群を防振レンズ群とした場合に比べて、レンズ外径が小さくなり、防振ユニットの小型化を図っている。
開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３中、又はその前後に配置し、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体で移動している。尚第３レンズ群Ｌ３中に絞りＳＰを配置すると望遠端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭められるためレンズ全長の短縮が容易となる。
また、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置すると絞りＳＰと第１レンズ群Ｌ１の間隔が近づけられるため前玉径の小型化に有利となる。
各実施例では次の条件式のうち１以上を満足している。
ｉを物体側から像側へ数えたレンズ群の順番とし、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉとする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。
第４レンズ群Ｌ４を構成する負レンズの材料のアッベ数をν４、第４レンズ群Ｌ４の光軸上の厚みをＤ４とする。第４レンズ群Ｌ４の最も物体側レンズ面の曲率半径をＲ４ａ、第４レンズ群Ｌ４の最も像側レンズ面の曲率半径をＲ４ｂとする。望遠端における第４レンズ群と、第５レンズ群の横倍率を各々β４、β５とする。第４レンズ群Ｌ４は非球面形状の面を有し、該非球面形状の面と参照球面との光軸方向の変位量の最大値をｘとする。
このとき
６３＜ν４ ‥‥‥（１）
Ｄ４／ｆｗ＜０．３ ‥‥‥（２）
０．２＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜１．０ ‥‥‥（３）
１．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜４．０ ‥‥‥（４）
−１．２＜（１−β４）×β５＜−０．４ ‥‥‥（５）
１×１０−４＜ｘ／｜ｆ４｜＜１×１０−２ ‥‥‥（６）
３．０＜ｆ１／ｆｗ＜６．０ ‥‥‥（７）
０．９＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．４ ‥‥‥（８）
１．７７≦ｆ３／ｆｗ＜２．５ ‥‥‥（９）
１．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．０ ‥‥‥（１０）
なる条件式のうち１以上を満足している。
そして各条件式における効果を得ている。
次に各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（１）は第４レンズ群Ｌ４を構成する負レンズの材料のアッベ数を規定する式である。下限値を超えてアッベ数が小さすぎると分散が大きすぎるため像ぶれ（手ぶれ）補正時（防振補正時）の色収差の変動が大きくなり、色収差が補正不足となる。
条件式（２）は第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の厚みを規定する式である。上限を超えて厚みＤが厚すぎると第４レンズ群Ｌ４を１つのコンポーネントで構成する効果が薄れ、像ぶれ補正時のユニットの大型化を招く。
条件式（３）は第４レンズ群Ｌ４のレンズ形状因子を規定する式である。下限を超えて物体側の面の曲率が強まりすぎるとオーバー側に過渡の球面収差が発生する。
条件式（３）にて上限の１を越えると像側に凹面を向けたメニスカス形状となる。上限を超えてメニスカスの度合いが強まりすぎると第４レンズ群Ｌ４の前側主点位置が像側によりすぎ第３レンズ群Ｌ３との空気間隔を確保するのが困難となる。
条件式（４）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離、すなわち負の屈折力を規定する式である。下限を超えて負の屈折力がきつすぎる場合、構成レンズ枚数が少ないとペッツバール和が負側に大きくなりすぎ像面彎曲の発生が大きくなる。上限を超えて負の屈折力が弱すぎる場合は、第４レンズ群Ｌ４の防振敏感度の低下による第４レンズ群Ｌ４の径方向が大型化してくる。また第４レンズ群Ｌ４から射出する光束が収斂光になりやすく第５レンズ群Ｌ５のフォーカス敏感度が低下し、又フォーカスの際の移動ストロークが増大してくる。
条件式（５）は第４レンズ群Ｌ４の防振敏感度に関する条件式である。（１−β４）×β５は第４レンズ群Ｌ４の光軸と垂直方向への成分の移動量とこれに伴い発生する結像面上の像点移動量の比を表し、大きな値ほど少ない移動量で像点移動が可能となる。
下限値を超えて防振敏感度が低すぎる場合は防振（像変位）のための移動ストローク（変位量）が増大し、第４レンズ群Ｌ４の有効径が増大する。
これによりレンズホルダー、防振機構の大型化を招く。また上限を超えて防振敏感度が高すぎると防振制御を行う際、第４レンズ群Ｌ４の駆動が微小となる。この場合、精度良く第４レンズ群Ｌ４を駆動制御することが困難となる。
条件式（６）は第４レンズ群Ｌ４の負レンズの最大非球面量を規定する式である。第４レンズ群Ｌ４の負レンズ非球面形状は光軸から離れるほど負の屈折力が徐々に弱まるような形状として、像ぶれ補正時の偏芯コマ収差、像面倒れを補正している。
条件式（６）の下限を超えて非球面量が小さすぎると像ぶれ補正時の収差が補正不足となり非球面を導入した効果が得られない。上限を超えて非球面量が大きすぎると偏芯収差が補正過剰となってくる。
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。下限を超えて屈折力が強すぎると望遠側において球面収差の発生が多くなってくる。上限を超えて屈折力が弱すぎると第２レンズ群Ｌ２をズーム中間にて等倍とすることが難しくなってくる。第２レンズ群Ｌ２の横倍率がズーム中間で等倍となるようにすると像点補正のための第５レンズ群Ｌ５の移動ストロークが抑えられるが、上限を超えると第５レンズ群Ｌ５の移動ストロークが増大してくる。
条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離、すなわち屈折力を規定する式である。下限を超えて屈折力が強すぎるとズーミングに伴い第２レンズ群Ｌ２で発生する収差変動が増大してくる。
特に球面収差、コマ収差、像面彎曲の変動が多くなってくる。上限を超えて屈折力が弱すぎると所望のズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２の移動ストローク（移動量）が増大し、レンズ全長が多くなり、又、前玉径が増大してくる。
条件式（９）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。下限を超えて屈折力が強すぎるとペッツバール和が正の方向に大きくなりすぎて、像面がアンダーとなってくる。上限を超えて屈折力が弱すぎるとレンズ全長が増大してくる。
条件式（１０）は第５レンズ群Ｌ５の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。下限を超えて屈折力が強すぎるとフィルター等を挿入するために必要な長さのバックフォーカスの確保が困難となる。上限を超えて屈折力が弱すぎるとズーミングに伴うピント変動の補正およびフォーカシングのための移動ストロークが増大してくる。
さらに好ましくは、条件式（１）〜（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
６４＜ν４ ‥‥‥（１ａ）
Ｄ４／ｆｗ＜０．２ ‥‥‥（２ａ）
０．３＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜０．８ ‥‥‥（３ａ）
１．５＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜３．５ ‥‥‥（４ａ）
−１．１＜（１−β４）×β５＜−０．５ ‥‥‥（５ａ）
１．２×１０−４＜ｘ／｜ｆ４｜＜５×１０−3 ‥‥‥（６ａ）
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜５．４ ‥‥‥（７ａ）
１．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．３ ‥‥‥（８ａ）
１．７７≦ｆ３／ｆｗ＜２．２ ‥‥‥（９ａ）
１．７＜ｆ５／ｆｗ＜２．６ ‥‥‥（１０ａ）
以下、各実施例における各レンズ群のレンズ構成について説明する。
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズからなる接合レンズ、正レンズで構成されている。このレンズ構成にて高ズーム比ながら軸上色収差、倍率色収差の各色の消しと球面収差の補正を良好に行っている。
第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、像側が凹面でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸免のメニスカス形状の正レンズの３枚より構成されている。この正レンズの材料に高分散材料を用いて、ズーミングに伴う色収差の変動を良好に補正している。
第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、像側が凹面でメニスカス形状の負レンズ、両凸形状の正レンズの３枚より構成されている。物体側の正レンズとメニスカス形状の負レンズを間隔を隔てて配置することにより第３レンズ群Ｌ３全体をテレフォト構成として第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の主点間隔を短縮しレンズ全長を短縮化している。
第４レンズ群Ｌ４は１枚の負レンズで構成している。尚、実施例４では、負レンズの像側に像側の面が非球面形状となる樹脂層を付加している。各実施例では第４レンズ群Ｌ４はズーミングに際し固定としている。これによりズーミングに伴い第４レンズ群Ｌ４にて発生する色収差の変動が小さくなり、特に色消しレンズ構成としなくともよいようにしている。
第４レンズ群Ｌ４の負レンズの屈折力を強めると球面収差が発生してくる。このときの球面収差を第３レンズ群Ｌ３の最終レンズ面と第４レンズ群Ｌ４の物体側のレンズ面で構成する正の屈折力の空気レンズで補正している。第４レンズ群の負の屈折力を強めると像側のレンズ面にて糸巻き型の歪曲収差が発生する。これを第４レンズ群Ｌ４の像側のレンズ面と第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面で構成する負の屈折力の空気レンズで補正している。
第５レンズ群Ｌ５は正レンズと負レンズからなる全体として正の屈折力の接合レンズで構成されている。これによって像点補正に伴う色収差の変動を抑えている。
また各実施例においては第４レンズ群Ｌ４を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて光学系全体（ズームレンズ）が振動したときの像ぶれ（像位置の変位）を補正している。これにより可変頂角プリズム等の光学部材や防振のためのレンズ群を新たに付加することなく防振を行っている。
各実施例では第４レンズ群Ｌ４を１つのコンポーネントで構成して像ぶれ補正群が小型軽量となるようにしている。これにより像ぶれ補正機構の小型軽量化、レンズ群駆動における省電力化を図っているが。
なお像ぶれ補正時の色収差の変動を低減するには第４レンズ群Ｌ４における色収差が十分小さいことが必要である。第４レンズ群を１枚のレンズで構成する場合は低分散の硝材として第４レンズ群Ｌ４の色収差を低減することが好ましい。また像ぶれ補正時の偏芯コマ収差、像面の傾きを低減するには第４レンズ群Ｌ４における球面収差、コマ収差等が十分小さいことが必要である。
各実施例では第４レンズ群Ｌ４に非球面形状の面を適切に設定することで少ないレンズ枚数にてこれらの諸収差を良好に補正している。
以上のような構成とすることで１つのレンズコンポーネントのみで像ぶれ補正群を構成したうえで高性能化を図っている。
なお第４レンズ群Ｌ４は球面レンズに薄い樹脂層を非球面形状にて形成したレプリカ非球面レンズであってもよい。この場合は第４レンズ群Ｌ４をガラスモールドレンズとするのに比べ製作が容易になるという特長がある。
各実施例では光学系の小型化のために第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の屈折力をある程度強めている。このようにすると望遠側において第１レンズ群Ｌ１にて軸上色収差、倍率色収差の二次スペクトルが増大してくる。
そこで第１レンズ群Ｌ１の接合レンズを構成する正レンズの材料に低分散の割に部分分散比が高い材料を用いてこれら二次スペクトルを良好に補正している。
なお各実施例ではズーミングに伴い絞りＳＰの絞り径を変化させている。広角端において絞りＳＰの絞り径が最も大きく、ズーム中間から望遠側はこれよりも小さな絞り径としている。これによりズーム中間から望遠側において軸外光束が前玉を通過する高さを下げて前玉径の小型化を図っている。
以上のように各実施例によれば、正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群構成のズームレンズにおいて高ズーム比でありながら前玉径が小さくズーム全域に渡って諸収差が良好に補正されたズームレンズが得られる。さらに像ぶれ補正時の諸収差も良好に補正された小型のズームレンズが得られる。
尚、各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の物体側や第５レンズ群Ｌ５の像側に光学フィルターや屈折力の小さなレンズ群を付加しても良い。
又、テレコンバーターレンズやワイドコンバーターレンズなどを物体側や像側に配置しても良い。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（撮像装置）の実施形態を図１７を用いて説明する。
図１７において、１０はビデオカメラ本体またはデジタルスチルカメラ本体である。１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２は撮影光学系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段である。１４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などによって構成され、撮像素子１２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ビデオカメラ等の撮像素子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。
尚、本発明のズームレンズは、デジタルカメラにも適用することができる。以下に、実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。
各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒiはレンズ面の曲率半径、Ｄiは第i面と第i+1面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ｎi、νiはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター部材である。また、B,C,D,Eは非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき
で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数である。

［数値実施例１］
ｆ＝6.69〜 64.60 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 5.67 ２ω＝53.2゜ 〜 5.9゜

R 1 = 33.964 D 1 = 1.30 N 1 = 1.805181 ν 1 = 25.4
R 2 = 21.459 D 2 = 4.00 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -176.329 D 3 = 0.10
R 4 = 19.846 D 4 = 2.40 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 51.461 D 5 = 可変
R 6 = 41.993 D 6 = 0.70 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 5.801 D 7 = 3.07
R 8 = -26.431 D 8 = 0.60 N 5 = 1.696797 ν 5 = 55.5
R 9 = 20.477 D 9 = 0.40
R10 = 11.001 D10 = 1.70 N 6 = 1.922860 ν 6 = 18.9
R11 = 28.281 D11 = 可変
R12 = 絞り D12 = -2.50
R13 = 10.496 D13 = 1.80 N 7 = 1.693500 ν 7 = 53.2
R14 = -35.835 D14 = 3.42
R15 = 49.037 D15 = 0.60 N 8 = 1.846660 ν 8 = 23.9
R16 = 8.281 D16 = 0.18
R17 = 12.002 D17 = 1.70 N 9 = 1.603112 ν 9 = 60.6
R18 = -18.402 D18 = 可変
R19 = -44.931 D19 = 0.70 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R20 = 10.822 D20 = 可変
R21 = 14.255 D21 = 2.90 N11 = 1.804000 ν11 = 46.6
R22 = -13.213 D22 = 0.60 N12 = 1.846660 ν12 = 23.9
R23 = -52.741 D23 = 可変
R24 = ∞ D24 = 1.00 N13 = 1.516330 ν13 = 64.1
R25 = ∞

＼焦点距離 6.69 34.34 64.60
可変間隔＼
D 5 0.70 14.46 19.30
D11 21.60 5.33 3.00
D18 1.50 4.00 1.50
D20 7.06 2.53 9.15
D23 5.94 10.47 3.86

非球面係数
R14 ｋ=-1.57038e+02 Ｂ=-2.17502e-04 Ｃ=2.02940e-05
Ｄ=-6.31367e-07 Ｅ= 0.00000e+00
R20 ｋ=-2.33682e-01 Ｂ=-3.34645e-05 Ｃ=-2.74965e-06
Ｄ= 1.56954e-07 Ｅ= 0.00000e+00

R20面有効径 Φ7.0

［数値実施例２］
ｆ＝6.57〜 64.60 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 5.67 ２ω＝54.0゜ 〜 5.9゜

R 1 = 33.377 D 1 = 1.30 N 1 = 1.805181 ν 1 = 25.4
R 2 = 21.174 D 2 = 4.00 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -240.100 D 3 = 0.10
R 4 = 19.793 D 4 = 2.40 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 53.667 D 5 = 可変
R 6 = 44.810 D 6 = 0.70 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 5.910 D 7 = 2.91
R 8 = -31.654 D 8 = 0.60 N 5 = 1.696797 ν 5 = 55.5
R 9 = 18.575 D 9 = 0.40
R10 = 10.881 D10 = 1.70 N 6 = 1.922860 ν 6 = 18.9
R11 = 28.343 D11 = 可変
R12 = 絞り D12 = 1.50
R13 = 10.638 D13 = 2.00 N 7 = 1.693500 ν 7 = 53.2
R14 = -38.183 D14 = 3.46
R15 = 57.052 D15 = 0.60 N 8 = 1.846660 ν 8 = 23.9
R16 = 8.362 D16 = 0.17
R17 = 11.582 D17 = 2.10 N 9 = 1.603112 ν 9 = 60.6
R18 = -22.242 D18 = 可変
R19 = -38.536 D19 = 0.50 N10 = 1.516330 ν10 = 64.1
R20 = 14.169 D20 = 可変
R21 = 14.777 D21 = 2.90 N11 = 1.804000 ν11 = 46.6
R22 = -17.837 D22 = 0.60 N12 = 1.846660 ν12 = 23.9
R23 = -69.384 D23 = 可変
R24 = ∞ D24 = 1.00 N13 = 1.516330 ν13 = 64.1
R25 = ∞

＼焦点距離 6.57 32.31 64.60
可変間隔＼
D 5 0.70 14.46 19.30
D11 20.08 3.81 1.48
D18 1.50 4.00 1.50
D20 6.07 2.63 9.28
D23 6.42 9.87 3.21

非球面係数
R14 ｋ=-1.53867e+02 Ｂ=-1.73137e-04 Ｃ=1.46800e-05
Ｄ=-3.82811e-07 Ｅ= 0.00000e+00
R20 ｋ=-2.00596e-01 Ｂ=7.52282e-07 Ｃ=-6.45104e-07
Ｄ= 1.81296e-08 Ｅ=0.00000e+00

R20面有効径 Φ7.8

［数値実施例３］
ｆ＝6.57〜 64.60 Ｆｎｏ＝ 3.61 〜 5.67 ２ω＝54.1゜ 〜 5.9゜

R 1 = 33.754 D 1 = 1.30 N 1 = 1.805181 ν 1 = 25.4
R 2 = 21.303 D 2 = 4.00 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -213.917 D 3 = 0.10
R 4 = 19.936 D 4 = 2.40 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 53.974 D 5 = 可変
R 6 = 43.683 D 6 = 0.70 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 5.931 D 7 = 2.91
R 8 = -30.281 D 8 = 0.60 N 5 = 1.696797 ν 5 = 55.5
R 9 = 19.484 D 9 = 0.40
R10 = 10.996 D10 = 1.70 N 6 = 1.922860 ν 6 = 18.9
R11 = 28.689 D11 = 可変
R12 = 絞り D12 = 1.50
R13 = 10.406 D13 = 2.00 N 7 = 1.693500 ν 7 = 53.2
R14 = -34.905 D14 = 3.21
R15 = 63.429 D15 = 0.60 N 8 = 1.846660 ν 8 = 23.9
R16 = 8.202 D16 = 0.18
R17 = 11.588 D17 = 2.10 N 9 = 1.603112 ν 9 = 60.6
R18 = -16.225 D18 = 可変
R19 = -26.281 D19 = 1.00 N10 = 1.496999 ν10 = 81.5
R20 = 10.539 D20 = 可変
R21 = 13.631 D21 = 2.90 N11 = 1.804000 ν11 = 46.6
R22 = -19.551 D22 = 0.60 N12 = 1.922860 ν12 = 18.9
R23 = -51.178 D23 = 可変
R24 = ∞ D24 = 1.00 N13 = 1.516330 ν13 = 64.1
R25 = ∞

＼焦点距離 6.57 31.79 64.60
可変間隔＼
D 5 0.70 14.46 19.30
D11 20.08 3.81 1.48
D18 1.50 4.00 1.50
D20 6.31 3.94 9.45
D23 5.88 8.26 2.74

非球面係数
R14 ｋ=-1.28214e+02 Ｂ=-1.60916e-04 Ｃ=1.45672e-05
Ｄ=-3.28183e-07 Ｅ= 0.00000e+00
R20 ｋ=-1.29868e+00 Ｂ= 4.10305e-05 Ｃ=1.05034e-06
Ｄ=-3.84822e-08 Ｅ= 0.00000e+00

R20面有効径 Φ7.6

［数値実施例４］
ｆ＝6.60〜 64.60 Ｆｎｏ＝ 3.61 〜 5.67 ２ω＝53.8゜ 〜 5.9゜

R 1 = 32.924 D 1 = 1.30 N 1 = 1.805181 ν 1 = 25.4
R 2 = 21.055 D 2 = 4.00 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -248.176 D 3 = 0.10
R 4 = 20.377 D 4 = 2.40 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 56.510 D 5 = 可変
R 6 = 43.312 D 6 = 0.70 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 5.928 D 7 = 2.91
R 8 = -30.329 D 8 = 0.60 N 5 = 1.696797 ν 5 = 55.5
R 9 = 19.619 D 9 = 0.40
R10 = 10.895 D10 = 1.70 N 6 = 1.922860 ν 6 = 18.9
R11 = 27.754 D11 = 可変
R12 = 絞り D12 = 1.50
R13 = 10.298 D13 = 2.00 N 7 = 1.693500 ν 7 = 53.2
R14 = -33.400 D14 = 2.99
R15 = 61.357 D15 = 0.60 N 8 = 1.846660 ν 8 = 23.9
R16 = 8.105 D16 = 0.18
R17 = 11.585 D17 = 2.10 N 9 = 1.603112 ν 9 = 60.6
R18 = -13.897 D18 = 可変
R19 = -22.957 D19 = 1.00 N10 = 1.496999 ν10 = 81.5
R20 = 8.619 D20 = 0.10 N11 = 1.514210 ν11 = 51.4
R21 = 9.116 D21 = 可変
R22 = 13.128 D22 = 2.90 N12 = 1.804000 ν12 = 46.6
R23 = -18.780 D23 = 0.60 N13 = 1.922860 ν13 = 18.9
R24 = -51.178 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 1.00 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

＼焦点距離 6.60 31.90 64.60
可変間隔＼
D 5 0.70 14.46 19.30
D11 20.08 3.81 1.48
D18 1.50 4.00 1.50
D21 6.73 4.97 9.69
D24 5.62 7.38 2.66

非球面係数
R14 ｋ=-1.54303e+02 Ｂ=-2.55352e-04 Ｃ=2.38816e-05
Ｄ=-6.81134e-07 Ｅ= 0.00000e+00
R21 ｋ=-1.64957e+00 Ｂ= 8.28444e-05 Ｃ=3.31601e-06
Ｄ=-1.15059e-07 Ｅ= 0.00000e+00

R21面有効径 Φ6.4

数値実施例４にてレンズ面R19、R20、R21で構成されるレンズコンポーネントはR19、R20で構成される球面ガラスレンズのレンズ面R20に薄い樹脂層を形成したレプリカ非球面レンズである。

前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

実施例１のレンズ断面図 実施例１に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例１に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例１に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例２のレンズ断面図 実施例２に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例２に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例２に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例３のレンズ断面図 実施例３に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例３に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例３に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例４のレンズ断面図 実施例４に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例４に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例４に対応する数値実施例の望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
符号の説明
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 開口絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
ω 半画角
Ｇ ガラスブロック

Claims (11)

  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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が大きくなるように複数のレンズ群が移動してズーミングを行うズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は１つのレンズコンポーネントからなり、前記第４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て全系の結像位置を変化させ、前記第４レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数をν４、前記第４レンズ群の光軸上の厚みをＤ４、全系の広角端における焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
    ６３＜ν４
    Ｄ４／ｆｗ＜０．３
    １．７７≦ｆ３／ｆｗ＜２．５
    １．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第４レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ４ａ、前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ４ｂとするとき、
    ０．２＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜１．０
    なる条件式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. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の横倍率を各々β４、β５とするとき、
    １．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜４．０
    −１．２＜（１−β４）×β５＜−０．４
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第４レンズ群は非球面形状の面を有し、該非球面形状の面と参照球面との光軸方向の変位量の最大値をｘ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
    １×１０−４＜ｘ／｜ｆ４｜＜１×１０−２
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、３．０＜ｆ１／ｆｗ＜６．０
    ０．９＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．４
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔は広角端と望遠端において等しい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４レンズ群は、両凹形状の負レンズから構成されてい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４レンズ群は、両凹形状の負レンズと該負レンズの少なくとも１つの面に形成された樹脂層からなり、該樹脂層の空気と接する面は非球面形状であ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。
  9. ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第５レンズ群が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項のズームレンズ。
  10. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項のズームレンズ。
  11. 請求項１から１０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た像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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