(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化を図りつつ、光学性能の高いズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負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とから成り、隣り合うレンズ群との間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍し、第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによりフォーカシングし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、０．３０≦|ｆ４|／ｆ３≦０．８０の条件式を満足する。【選択図】図１
2020034681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、負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レンズ群とから成り、隣り合うレンズ群との間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍し、前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによりフォーカシングし、以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.30 ≦ |f4| / f3 ≦ 0.80  ・・・（1）
ただし
f4; 第４レンズ群の焦点距離
f3; 第３レンズ群の焦点距離
【請求項２】
以下の条件式（２）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。
0.30 ≦ f4 / f2 ≦ 0.77  ・・・（2）
ただし
f2; 第２レンズ群の焦点距離
【請求項３】
以下の条件式（３）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。
0.50 ≦ f3 / |f2| ≦ 1.40  ・・・（3）
ただし
f2; 第２レンズ群の焦点距離
【請求項４】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちの一項に記載のズームレンズ。
2.30 ≦ β4w ≦ 6.20  ・・・（4）
ただし
β4w; 広角端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率
【請求項５】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちの一項に記載のズームレンズ。
2.90 ≦ β4t ≦ 7.60  ・・・(5)
ただし
β4t; 望遠端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率
【請求項６】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜５のうちの一項に記載のズームレンズ。
0.08 ≦ |f4| / (fw × ft)1/2 ≦ 0.40  ・・・（6）
ただし
fw; 広角端における当該ズームレンズの焦点距離
ft; 望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項７】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１〜６のうちの一項に記載のズームレンズ。
1.20 ≦ oalw / fw ≦ 7.20  ・・・（７）
ただし
oalw; 広角端における当該ズームレンズの光学全長
fw;   広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項８】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１〜７のうちの一項に記載のズームレンズ。
nd_max ≧ 1.85  ・・・（8）
ただし
nd_max; 当該ズームレンズに含まれるレンズの中で最も屈折率の高い硝材の屈折率
【請求項９】
前記第１レンズ群が３枚以上のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜８のうちの一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第３レンズ群が４枚以上のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜９のうちの一項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第３レンズ群内に非球面レンズが配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のうちの一項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第４レンズ群が２枚以上のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のうちの一項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
ズーム時に前記第１レンズ群が移動することを特徴とする請求項１〜１２のうちの一項に記載のズームレンズ
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズが形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径でかつ軽量であるズームレンズ、及びそのようなズームレンズを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画撮影に加えて動画撮影も可能なカメラレンズのニーズが高まってきている。動画撮影においては、動画撮影中合焦状態の情報を得るためにフォーカスレンズを合焦位置の光軸方向前後に常に微小量動かすウォブリングと言われる作動がなされ、すなわち常にフォーカスレンズを動かしている。そのため、ウォブリングによる撮像倍率の変化が大きい場合には、画像が常に揺らいでいるように見えて、非常に不自然に観察される。従って、動画対応のレンズにおいては、ウォブリング時の撮像倍率の変化を小さく抑えることが重要な項目となっている。
撮像倍率の変化を小さくするためには、光軸上で一定量繰り出した場合の結像位置の変化量が大きいフォーカスレンズによってウォブリングを行うことが好ましい。以下において、フォーカスレンズの光軸上で一定量繰り出した場合の結像位置の変化の度合いを「ピント感度」という。従って、ウォブリングは、ピント感度の高いレンズ群の移動によって行うことが好ましい。
【０００３】
一方、近年、オートフォーカスの高速化のニーズも高まっており、高速化するためには、大型の可動エンジンを搭載するか、フォーカスレンズ群の可動部の重量を小さくすることが上げられ。前者の場合、製品レンズの径方向が大きくなるため、好ましくない。後者の場合、可動フォーカスレンズを小径で軽量にすることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４７９６２号
【特許文献２】特開２０１５−２２７９７９号
【特許文献３】特開２０１６−４１９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の小型でかつ軽量なズームレンズとして、特許文献１〜３によって提案されているものが例示される。これらのズームレンズは、正負正負正のレンズ群で構成され、負の第４レンズ群がフォーカスレンズであるため、ウォブリング及び小型化に関し有利になっている。
しかし、これらの従来技術のズームレンズは、第２レンズ群及び第３レンズ群に対する第４レンズ群のパワーが小さく、ズームレンズをより小型にするという要望には応えられない。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は、従来のズームレンズの上述した問題点に鑑みてなされたものであって、小型化を図りつつ、光学性能の高いズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、負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レンズ群とから成り、隣り合うレンズ群との間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍し、第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによりフォーカシングし、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
0.30 ≦ |f4| / f3 ≦ 0.80  ・・・（1）
ただし
f4; 第４レンズ群の焦点距離
f3; 第３レンズ群の焦点距離
【０００８】
本発明の撮像装置は、
前記ズームレンズと、当該ズームレンズが形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型化を図りつつ、光学性能の高いズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のズームレンズの実施例１の各レンズ群の構成及びズーム移動を示すレンズ構成図である。
【図２】本発明のズームレンズの実施例１の広角端の各種収差図である。
【図３】本発明のズームレンズの実施例１の中間焦点距離の各種収差図である。
【図４】本発明のズームレンズの実施例１の望遠端の各種収差図である。
【図５】本発明のズームレンズの実施例２の各レンズ群の構成及びズーム移動を示すレンズ構成図である。
【図６】本発明のズームレンズの実施例２の広角端の各種収差図である。
【図７】本発明のズームレンズの実施例２の中間焦点距離の各種収差図である。
【図８】本発明のズームレンズの実施例２の望遠端の各種収差図である。
【図９】本発明のズームレンズの実施例３の各レンズ群の構成及びズーム移動を示すレンズ構成図である。
【図１０】本発明のズームレンズの実施例３の広角端の各種収差図である。
【図１１】本発明のズームレンズの実施例３の中間焦点距離の各種収差図である。
【図１２】本発明のズームレンズの実施例３の望遠端の各種収差図である。
【図１３】本発明のズームレンズの実施例４の各レンズ群の構成及びズーム移動を示すレンズ構成図である。
【図１４】本発明のズームレンズの実施例４の広角端の各種収差図である。
【図１５】本発明のズームレンズの実施例４の中間焦点距離の各種収差図である。
【図１６】本発明のズームレンズの実施例４の望遠端の各種収差図である。
【図１７】本発明の実施例５の撮像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係るズームレンズは、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、負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、隣り合うレンズ群との間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍するように構成される。
【００１２】
この構成により、変倍比を大きくすることできる。さらに、第１レンズ群から第３レンズ群を全体として正の屈折力を有する物体側のレンズ群、第４レンズ群及び第５レンズ群を全体として負の屈折力を有する像側のレンズ群と配置することによって、ズームレンズ全系においてテレフォトタイプとなり、光学全長を短縮するために有利なズームレンズとなる。
【００１３】
本発明に係るズームレンズにおいて、第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによってフォーカシングをすることが好ましい。
【００１４】
第４レンズ群は負の屈折力を有するため、第４レンズ群のレンズ径を小さくすることが比較的容易であり、フォーカスの駆動機構を小型化することが可能となり、フォーカスの高速化、及び、ズームレンズ全体の軽量化を図ることができる。
また、第４レンズ群の像側に正の屈折力を有する第５レンズ群が配置されることによって、フォーカスレンズ群の像倍率を比較的容易に高めることが可能となる。その結果、フォーカスレンズ群の小さな繰り出し量で、至近物体への合焦が可能となり、光学全長を短くすることができると共に、ウォブリング時の結像位置の移動量が小さくなり、ウォブリング時の画角変動を小さくし、画像の揺らぎを小さくすることができる。
【００１５】
本発明に係るズームレンズは、上述の構成を採用するとともに、次に説明する条件式や構成を少なくとも一つ、またはいずれか二つ以上を組み合わせて満足することが好ましい。
【００１６】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
0.30 ≦ |f4| / f3 ≦ 0.80  ・・・（1）
ただし
f4; 第４レンズ群の焦点距離
f3; 第３レンズ群の焦点距離
【００１７】
条件式（１）は、第４レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との比を規定したものである。条件式（１）を満たした場合、高性能な光学性能をだしつつズームレンズの径方向及び光学全長を小さくすることが可能となる。
条件式（１）の下限を下回った場合、第３レンズ群に対する第４レンズ群のパワーが強くなるため、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が難しくなり、高性能な光学性能のズームレンズを設計することが困難になる。
条件式（１）の上限を上回った場合、第３レンズ群に対する第４レンズ群のパワーが小さくなる結果、第４レンズ群の外径が大きくなり、第４レンズ群を動かすフォーカスアクチュエーターが肥大化し、製品の鏡筒径が大きくなってしまう。また、フォーカシング時の移動量が大きくなるため、光学全長が長くなってしまう。
【００１８】
条件式（１）の下限は、好ましくは0.33である。この場合はより高い光学性能を持ちコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.36である。この場合はさらに高い光学性能を持ちコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.50である。
条件式（１）の上限は、好ましくは0.79である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.78である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.60である。
【００１９】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
0.30 ≦ f4 / f2 ≦ 0.77  ・・・（2）
ただし
f4; 第４レンズ群の焦点距離
f2; 第２レンズ群の焦点距離
【００２０】
条件式（２）は第４レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定したものである。条件式（２）を満たした場合、高い光学性能をだしつつズームレンズの径方向及び光学全長を小さくすることが可能となる。
条件式（２）の下限を下回った場合、第２レンズ群に対する第４レンズ群のパワーが強くなるため、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が難しくなり、高い光学性能のズームレンズの設計が困難になる。
条件式（２）の上限を上回った場合、第２レンズ群に対する第４レンズ群のパワーが小さくなるため、第４レンズ群が大きくなり、第４レンズ群を動かすフォーカスアクチュエーターが肥大化し、レンズ鏡筒の径が大きくなってしまう。また、フォーカシング時のフォーカスレンズ群、すなわち第４レンズ群の移動量が大きくなるため、光学全長が長くなってしまう。
【００２１】
条件式（２）の下限は、好ましくは0.33である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.36である。この場合はさらに高性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
条件式（２）の上限は、好ましくは0.75である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.72である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
【００２２】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
0.50 ≦ f3 / |f2| ≦ 1.40  ・・・（3）
ただし
f3; 第３レンズ群の焦点距離
f2; 第２レンズ群の焦点距離
【００２３】
条件式（３）は第３レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定したものである。条件式（３）を満たした場合、高い光学性能をだしつつ光学全長を小さくすることができる。
条件式（３）の下限を下回った場合、第２レンズ群に対する第３レンズ群のパワーが強くなるため、球面収差の補正が困難になり、高い光学性能のズームレンズの設計が困難になる。
条件式（３）の上限を上回った場合、第２レンズ群に対する第３レンズ群のパワーが小さくなり、光学全長が長くなってしまう。
【００２４】
条件式（３）の下限は、好ましくは0.59である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.66である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
条件式（３）の上限は、好ましくは1.28である。この場合はより高性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、1.18である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
【００２５】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
2.30 ≦ β4w ≦ 6.20  ・・・（4）
ただし
β 4w; 広角端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率
【００２６】
条件式（４）は広角端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率を規定したものである。条件式（４）を満たした場合、高い光学性能をだしつつ、広角端の光学全長を小さくすることが可能となる。
条件式（４）の下限を下回った場合、第４レンズ群の広角端時の横倍率が小さくなりすぎて、合焦時のフォーカスの繰り出し量が大きくなり、光学全長が長くなってしまう。
条件式（４）の上限を上回った場合、第４レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が難しくなる。
【００２７】
条件式（４）の下限は、好ましくは2.67である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、3.00である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましく3.20である。
条件式（４）の上限は、好ましくは5.67である。この場合はより高い光学
性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、5.20である。この場合はさらに高性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、4.90である。
【００２８】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
2.90 ≦ β4t ≦ 7.60  ・・・（５）
ただし
β4t; 望遠端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率
【００２９】
条件式（５）は、望遠端における無限遠合焦時の第４レンズ群の横倍率を規定したものである。条件式（５）を満たした場合、高い光学性能をだしつつ、望遠端の光学全長を小さくすることが可能となる。
条件式（５）の下限を下回った場合、第４レンズ群の望遠端の横倍率が小さくなりすぎて、合焦時のフォーカスレンズ群の繰り出し量が大きくなり、光学全長が長くなってしまう。
条件式（５）の上限を上回った場合、第４レンズ群のパワーが強くなりすぎ、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が困難になる。
【００３０】
条件式（５）の下限は、好ましくは3.41である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、3.84である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、4.00である。
条件式（５）の上限は、好ましくは7.02である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、6.44である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、6.00である。
【００３１】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
0.08 ≦ |f4| / (fw × ft)1/2 ≦ 0.40  ・・・（6）
ただし
f4; 第４レンズ群の焦点距離
fw; 広角端における当該ズームレンズの焦点距離
ft; 望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【００３２】
条件式（６）は、第４レンズ群の焦点距離と当該ズームレンズの中間焦点距離の焦点距離との比を規定したものである。条件式（６）を満たした場合、高い光学性能をだしつつ光学全長を短くすることが可能となる。
条件式（６）の下限を下回った場合、当該ズームレンズの中間焦点距離の焦点距離に対する第４レンズ群のパワーが強すぎて、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が困難になり、高い光学性能のズームレンズの設計が困難になる。
条件式（６）の上限を上回った場合、当該ズームレンズの中間焦点距離の焦点距離に対する第４レンズ群のパワーが小さくなり、第４レンズ群の直径が大きくなる。その結果、第４レンズ群を動かすフォーカスアクチュエーターが肥大化し、レンズ鏡筒径が大きくなってしまう。
【００３３】
条件式（６）の下限は、好ましくは0.09である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.10である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
条件式（６）の上限は、好ましくは0.36である。この場合はより高性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、0.33である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
【００３４】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
1.20 ≦ oalw / fw ≦ 7.20  ・・・（７）
ただし
oalw; 広角端における当該ズームレンズの光学全長
fw; 広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【００３５】
条件式（７）は、広角端における当該ズームレンズの光学全長と広角端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定したものである。条件式（７）を満たした場合、高い光学性能をだすことが可能となる。
条件式（７）の下限を下回った場合、全レンズ系のパワーが強すぎて、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正が難しくなり、高い光学性能のズームレンズを設計することが困難になる。
条件式（７）の上限を上回った場合、全レンズ系のパワーが弱すぎて、光学全長が長くなってしまう。さらに、全レンズ系のパワーが弱すぎて、径方向においてもレンズが大型化してしまう。
【００３６】
条件式（７）の下限は、好ましくは1.50である。この場合はより高い光学性能のズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、1.80である。この場合はさらに高い光学性能を持つズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、2.00である。さらに好ましくは、2.20である。さらに好ましくは、2.80である。
条件式（７）の上限は、好ましくは、5.66である。この場合はより高い光学性能のズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、5.00である。この場合はさらに高い光学性能を持つズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、4.20である。さらに好ましくは、3.80である。さらに好ましくは、3.00である。
【００３７】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
nd_max ≧ 1.85  ・・・（8）
ただし
nd_max; 当該ズームレンズに含まれるレンズの中で最も屈折率の高い硝材の屈折率
【００３８】
条件式（８）は、当該ズームレンズに含まれるレンズの中で最も屈折率の高い硝材の屈折率を規定したものである。条件式（８）を満たした場合、高い光学性能をだしつつレンズ径や光学全長を小さくすることが可能となる。
条件式（８）の下限を下回った場合、レンズ系全体の屈折率が小さくなり、曲率が大きいレンズが増え、球面収差や像面湾曲の補正が難しくなる。また、曲率を適正に保とうとすると各レンズのパワーが小さくなるため、光学全長やレンズ径が大きくなる。
【００３９】
条件式（８）は、好ましくは、1.86である。この場合はより高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。さらに好ましくは、1.87である。この場合はさらに高い光学性能でコンパクトなズームレンズが設計可能となる。
なお、屈折率は大きいほど好ましいため上限を規定する必要はないのは言うまでもないが、屈折率の大きな硝材はコストが大きくなることから、コストの観点から、上限を設定する場合、3.00以下が好ましく、2.50以下であることがより好ましい。
【００４０】
本発明に係るズームレンズは、第１レンズ群内にレンズを３枚以上使用することが好ましい。
【００４１】
この構成により、パワーを分散させて収差補正をするため、良好な収差補正が可能となる。好ましくは、第１レンズ群を、凹レンズ１枚以上、凸レンズ２枚以上を含めて構成する場合、色収差・球面収差・像面湾曲の補正がより良好となる。
【００４２】
本発明に係るズームレンズは、第３レンズ群が４枚以上のレンズで構成されていることが好ましい。
【００４３】
第３レンズ群に４枚以上のレンズを使用することにより、パワーを分散させて収差補正をするため、良好な収差補正が可能となる。好ましくは、第３レンズ群を凹レンズ１枚以上及び凸レンズ３枚以上を含めて構成することによって、色収差・球面収差の補正をより良好に行うことができる。
【００４４】
本発明に係るズームレンズは、第３レンズ群内に非球面レンズを配置することが好ましい。
【００４５】
第３レンズ群内に非球面レンズを１枚以上配置することにより、球面収差をより良好に補正することが可能となる。
【００４６】
好ましくは、第３レンズ群の最も物体側面に非球面が配置されることによって、より良好な収差補正が可能となる。また、好ましくは、開口絞りを第３レンズ群内に配置し、第３レンズ群内において、開口絞りよりも物体側に非球面レンズを配置することによって、より良好な収差補正が可能となる。
【００４７】
本発明に係るズームレンズは、第４レンズ群内にレンズを２枚以上配置することが好ましい。
【００４８】
第４レンズ群内にレンズを２枚以上配置することにより、パワーを分散させて収差補正をするため、良好な収差補正が可能となる。好ましくは、第４レンズ群に、凹レンズを１枚以上、及び、凸レンズを１枚以上配置することによって、球面収差・非点収差・像面湾曲の補正をより良好に行うことができる。
【００４９】
本発明に係るズームレンズは、ズーム時に第１レンズ群が移動することが好ましい。
【００５０】
ズーム時に第１レンズ群が移動することにより、良好な光学性能を維持したまま、所定の変倍比を得ることが比較的容易となる。好ましくは、広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群が物体側に移動することにより、広角端の光学全長を短くすることが可能となる。また、好ましくは、ズーム時に第１レンズ群〜第４レンズ群が移動することにより、良好な光学性能を維持したまま、所定の変倍比を得ることが容易となる。
【００５１】
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上述した実施形態のズームレンズと、当該ズームレンズが形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする。
【００５２】
本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。さらに、ズームレンズが小径でかつ軽量に構成され、ウォブリングによる像の揺れが小さい撮像が可能である。
【００５３】
（実施例）
以下、本発明のズームレンズの第１実施例〜第４実施例を添付図面に基づいて説明する。
各実施例のズームレンズの構成を示す図１、図５、図９、図１３において、広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時の断面図を示す。Ｆはフォーカスレンズ群を示し、Ｓは開口絞りを示す。
各実施例のズームレンズの広角端の縦収差を示す図２、図６、図１０、図１４、中間焦点距離における縦収差を示す図３、図７、図１１、図１５、望遠端の縦収差を示す図４、図８、図１２、図１６において、左側より、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示す。
【００５４】
球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、ＦＮＯで示す）を表し、実線がｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における球面収差、短破線がＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）における球面収差、長破線がＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）における球面収差を示している。
非点収差図において、縦軸に像高（ｙ）をとり、実線がｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するサジタル像面（Ｓ）、四点鎖線がメリジオナル（タンジェンシャル）像面（Ｔ）における非点収差を示している。
歪曲収差図において、縦軸に像高（ｙ）をとり、実線がｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における歪曲収差を示している。
【００５５】
実施例のレンズデータを示す表において、No.は面番号であり、面番号は物体側から像面側への面の順番を示す。Rは各レンズ面の曲率半径(mm)、Dはレンズ肉厚および空気間隔(mm)、NdおよびABVは、d線(λ=587.6nm)の波長における屈折率およびアッべ数を示す。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた場合を正とする。
光学諸元表において、Fはズームレンズ全系の焦点距離(mm)であり、FnoはFナンバーであり、Wは半画角（°）である。
【００５６】
面番号の後にＳＴＯＰを付した面は、開口絞りである。
面番号の後にASPHを付した面は、非球面形状の面である。非球面形状は、面頂点を原点とし、光軸に垂直方向の座標をh、近軸曲率半径をr、円錐係数をκ、n次の非球面係数をAnとしたとき、次の式１で表される。
【数１】
2020034681.tif 000003
【００５７】
（実施例１）
図１は、実施例１のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時のレンズ断面図である。実施例１のズームレンズは物体側から順に、正の第１レンズ群G１、負の第２レンズ群G２、正の第３レンズ群G３、負の第４レンズ群G４、正の第５レンズG５の構成であり、第４レンズ群G４を光軸に沿って像側に移動させることによって無限遠から近距離へのフォーカシングを行う。広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群G１と第２レンズ群G２の間隔が広がり、第２レンズ群G２と第３レンズ群G３の間隔が狭まり、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４の間隔が広がり、第４レンズ群G４と第５レンズ群G５との間隔が広がるように、第１レンズ群G１は物体側に移動し、第２レンズ群G２は像側に移動し、第３レンズ群G３は物体側に移動し、第４レンズ群G４は物体側に移動し、第５レンズ群G５は物体側に移動する。なお、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４との間隔は、広角端から中間焦点距離では広がり、中間焦点距離から望遠端では狭まる。
【００５８】
実施例１のズームレンズのレンズデータを以下に示す。
No.         R              D            Nd       ABV
1        268.4153        1.5000       1.80610   40.93
2         90.5670        6.4228       1.49700   81.61
3       -459.4621        0.1500
4        109.7998        5.6963       1.48749   70.44
5       -441.5904        D( 5)
6       -549.2083        1.2000       1.71700   47.98
7         28.9795        3.1094       1.85478   24.80
8         57.5429        3.0080
9        -77.0517        1.3000       1.59349   67.00
10        804.8431        D(10)
11ASPH     25.6455        0.2000       1.53610   41.21
12         24.7110        4.0862       1.49700   81.61
13     -42555.3857        0.3738
14         39.4514        2.2370       1.49700   81.61
15        117.2745        3.7155
16STOP      0.0000        5.9880
17         29.5580        2.0000       1.85478   24.80
18         15.8998        8.6146
19         22.5775        5.3926       1.58913   61.25
20       -224.3899        D(20)
21       -131.6426        2.8614       1.84666   23.78
22        -27.5943        0.9070
23        -25.9101        0.7500       1.87070   40.73
24         29.6030        D(24)
25       -247.7298        2.6532       1.78590   43.93
26        -49.7654        D(26)
27          0.0000        2.0000       1.51680   64.20
28          0.0000        1.0000
【００５９】
実施例１のズームレンズの光学諸元表を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
F         51.5257      140.5253      199.9991
Fno        5.0310        5.4840        5.5714
W         15.5196        5.6243        3.9671
【００６０】
実施例１のズームレンズの可変レンズ間隔の値を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
D( 5)       1.7481       48.0815       62.6706
D(10)      63.9540       16.0593        1.0000
D(20)       1.9919        4.6278        4.0625
D(24)       8.7944       23.5218       29.9909
D(26)      33.8458       33.8887       34.9796
【００６１】
実施例１のズームレンズの非球面係数を以下に示す。
No.      κ             A4           A6            A8           A10
11  -8.20043E-01   2.47478E-07  -2.12831E-11   0.00000E+00   0.00000E+00
【００６２】
実施例１のズームレンズの各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
Ｇ1   161.37
Ｇ2   -49.93
Ｇ3    36.76
Ｇ4   -26.46
Ｇ5    78.78
【００６３】
（実施例２）
図５は、実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時のレンズ断面図である。実施例２のズームレンズは物体側から順に、正の第１レンズ群G１、負の第２レンズ群G２、正の第３レンズ群G３、負の第４レンズ群G４、正の第５レンズG５の構成であり、第４レンズ群G４を光軸に沿って像側に移動させることによって無限遠から近距離へのフォーカシングを行う。広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群G１と第２レンズ群G２の間隔が広がり、第２レンズ群G２と第３レンズ群G３の間隔が狭まり、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４の間隔が広がり、第４レンズ群G４と第５レンズ群G５との間隔が広がるように、第１レンズ群G１は物体側に移動し、第２レンズ群G２は像側に移動し、第３レンズ群G３は物体側に移動し、第４レンズ群G４は物体側に移動し、第５レンズ群G５が物体側に移動する。なお、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４との間隔は、広角端から中間焦点距離では広がり、中間焦点距離から望遠端では狭まる。
【００６４】
実施例２のズームレンズのレンズデータを以下に示す。
No.         R              D            Nd       ABV
1        324.1055        1.5000       1.80610   40.93
2         92.2647        6.8902       1.49700   81.61
3       -283.7774        0.1500
4         99.3928        5.8540       1.48749   70.44
5       -584.4754        D( 5)
6       -565.7146        1.2000       1.71700   47.98
7         26.5677        3.1253       1.85478   24.81
8         52.8244        3.0236
9        -72.5760        1.3000       1.61800   63.39
10        770.8708        D(10)
11ASPH     33.1719        0.2000       1.53610   41.21
12         30.9382        3.6139       1.49700   81.61
13       -268.6572        0.3962
14         30.6345        2.6255       1.49700   81.61
15         94.0266        3.9897
16STOP      0.0000        6.8033
17         34.6983        2.0000       1.85478   24.80
18         17.5378       12.6956
19         27.6275        5.1629       1.58913   61.25
20       -131.7529        D(20)
21       -237.1608        2.6240       1.85478   24.80
22        -32.0958        1.0877
23        -29.1684        0.7500       1.87070   40.73
24         33.5607        D(24)
25       -145.0682        2.4339       1.78590   43.93
26        -46.6518        D(26)
27          0.0000        2.0000       1.51680   64.20
28          0.0000        1.0000
【００６５】
実施例２のズームレンズの光学諸元表を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
F         51.5231      140.5221      210.5526
Fno        5.0410        5.4979        5.6362
W         15.5162        5.6282        3.7744
【００６６】
実施例２のズームレンズの可変レンズ間隔の値を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
D( 5)       2.7321       46.1190       61.7908
D(10)      59.5571       16.0888        1.0000
D(20)       1.9891        5.3894        3.9365
D(24)       4.3595       19.5259       28.0686
D(26)      36.4365       36.6773       38.1751
【００６７】
実施例２のズームレンズの非球面係数を以下に示す。
No.      κ             A4            A6            A8          A10
11   2.36711E-01  -4.68764E-06  -3.02934E-09   0.00000E+00   0.00000E+00
【００６８】
実施例２のズームレンズの各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
Ｇ1   150.87
Ｇ2   -45.9
Ｇ3    41.31
Ｇ4   -31.67
Ｇ5    86.56
【００６９】
図９は、実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時のレンズ断面図である。実施例１のズームレンズは物体側から順に、正の第１レンズ群G１、負の第２レンズ群G２、正の第３レンズ群G３、負の第４レンズ群G４、正の第５レンズG５の構成であり、第４レンズ群G４を光軸に沿って像側に移動させることによって無限遠から近距離へのフォーカシングを行う。広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群G１と第２レンズ群G２の間隔が広がり、第２レンズ群G２と第３レンズ群G３の間隔が狭まり、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４の間隔が広がり、第４レンズ群G４と第５レンズ群G５との間隔が広がるように、第１レンズ群G１は物体側に移動し、第２レンズ群G２は像側に移動し、第３レンズ群G３は物体側に移動し、第４レンズ群G４は物体側に移動し、第５レンズ群G５は光軸上に固定される。なお、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４との間隔は、広角端から中間焦点距離では広がり、中間焦点距離から望遠端では狭まる。
【００７０】
実施例３のズームレンズのレンズデータを以下に示す。
No.         R              D            Nd       ABV
1        256.6822        1.5000       1.80610   40.93
2        100.7093        5.7701       1.49700   81.61
3       -589.5713        0.1500
4        104.8210        5.0016       1.55032   75.50
5      50928.1179        D( 5)
6      -1950.3268        1.1000       1.63854   55.45
7         27.7081        2.9353       1.85478   24.80
8         51.6923        2.3755
9       -157.7847        1.3000       1.87070   40.73
10        114.1549        D(10)
11ASPH     37.7354        0.2000       1.53610   41.21
12         40.0122        3.9623       1.62299   58.12
13       -137.4996        1.5517
14         43.7570        1.9413       1.88100   40.14
15         28.5110        0.8000
16         20.9547        5.1717       1.49700   81.61
17        200.6629        4.0697
18STOP      0.0000        3.2858
19        138.2643        0.7000       1.88100   40.14
20         14.0391        6.0000       1.51680   64.20
21        120.8231       18.6000
22         28.9900        5.4000       1.58267   46.42
23       -113.8664        D(23)
24        -60.3685        1.9998       1.76182   26.61
25        -31.3343        3.5003
26        -29.7277        0.7000       1.88100   40.14
27         23.6405        D(27)
28        -79.3032        2.6089       1.80518   25.46
29        -33.3502       31.0292
30          0.0000        2.0000       1.51680   64.20
31          0.0000        1.0000
【００７１】
実施例３のズームレンズの光学諸元表を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
F         72.1241      156.5714      339.4533
Fno        5.7347        6.3320        6.9437
W         10.7158        4.9509        2.3318
【００７２】
実施例３のズームレンズの可変レンズ間隔の値を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
D( 5)       1.8562       43.3488       79.2499
D(10)      53.4551       19.6318        1.0000
D(23)       1.9968        7.0492        2.0027
D(27)       3.5387        9.1951       26.5618
【００７３】
実施例３のズームレンズの非球面係数を以下に示す。
No.     κ             A4            A6            A8           A10
11  -2.71325E-01  -3.73631E-06  -4.20940E-10  -3.13651E-12   0.00000E+00
【００７４】
実施例３のズームレンズの各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
Ｇ1   162.78
Ｇ2   -45.02
Ｇ3    48.17
Ｇ4   -18.79
Ｇ5    69.71
【００７５】
（実施例４）
図１３は、実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時のレンズ断面図である。実施例１のズームレンズは物体側から順に、正の第１レンズ群G１、負の第２レンズ群G２、正の第３レンズ群G３、負の第４レンズ群G４、正の第５レンズG５の構成であり、第４レンズ群G４を光軸に沿って像側に移動させることによって無限遠から近距離へのフォーカシングを行う。広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群G１と第２レンズ群G２の間隔が広がり、第２レンズ群G２と第３レンズ群G３の間隔が狭まり、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４の間隔が広がり、第４レンズ群G４と第５レンズ群G５との間隔が広がるように、第１レンズ群G１は物体側に移動し、第２レンズ群G２は像側に移動し、第３レンズ群G３は物体側に移動し、第４レンズ群G４は物体側に移動し、第５レンズ群G５は光軸上に固定される。なお、第３レンズ群G３と第４レンズ群G４との間隔は、広角端から中間焦点距離では広がり、中間焦点距離から望遠端では狭まる。
【００７６】
実施例４のズームレンズのレンズデータを以下に示す。
No.         R              D            Nd       ABV
1        262.3155        1.5000       1.80610   40.93
2        100.3888        5.6747       1.49700   81.61
3       -718.0155        0.1500
4        109.3672        5.0833       1.55032   75.50
5      -2058.9054        D( 5)
6          0.0000        0.0000
7       -549.2395        1.1000       1.63854   55.45
8         28.7406        2.9841       1.85478   24.80
9         56.4794        2.2159
10       -170.8547        1.3000       1.87070   40.73
11        113.6674        D(11)
12ASPH     35.1704        0.2000       1.53610   41.21
13         38.6646        3.9424       1.62299   58.12
14       -187.0493        0.1684
15         42.7217        1.9367       1.88100   40.14
16         28.1215        0.8000
17         20.9846        5.1512       1.49700   81.61
18        286.7323        4.0938
19STOP      0.0000        3.4266
20        144.0265        0.7000       1.88100   40.14
21         13.7850        6.0000       1.51680   64.20
22        111.3570       15.3249
23         26.7646        5.2765       1.58267   46.42
24       -196.4899        D(24)
25        -52.5967        2.3710       1.76182   26.61
26        -29.4027        3.5210
27        -28.8028        0.7000       1.88100   40.14
28         23.2101        D(28)
29       -102.3387        2.6824       1.80518   25.46
30        -35.8280       29.9450
31          0.0000        2.0000       1.51680   64.20
32          0.0000        1.0000
【００７７】
実施例４のズームレンズの光学諸元表を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
F         72.1292      156.5766      339.4567
Fno        5.6993        6.1800        6.5557
W         10.7644        4.9633        2.3273
【００７８】
実施例４のズームレンズの可変レンズ間隔の値を以下に示す。
広角端      中間焦点距離    望遠端
D( 5)       1.9427       44.1487       83.0105
D(11)      55.7322       21.6378        1.0000
D(24)       2.2347        6.7446        2.0026
D(28)       6.3427       12.1085       27.1616
【００７９】
実施例４のズームレンズの非球面係数を以下に示す。
No.      κ             A4            A6            A8          A10
12  -3.31882E-01  -3.64881E-06  -7.56247E-10  -3.51811E-12   0.00000E+00
【００８０】
実施例４のズームレンズの各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
Ｇ1   167.44
Ｇ2   -46.35
Ｇ3    44.09
Ｇ4   -18.08
Ｇ5    67.26
【００８１】
各実施例の条件式の値を以下に示す。
実施例１   実施例２   実施例３   実施例４
(1) |f4|/f3                  0.72       0.77       0.39       0.41
(2) f4/f2                    0.53       0.69       0.42       0.39
(3) f3/|f2|                  0.74       0.90       1.07       0.95
(4) β4w                     3.87       3.34       4.50       4.73
(5) β4t                     4.81       4.26       5.70       5.85
(6) |f4|/√(fw×ft)          0.26       0.30       0.12       0.12
(7) oalw/fw                  3.41       3.41       2.43       2.43
oalw                   175.50     175.50     175.50     175.50
(8) nd_max                   1.87       1.87       1.88       1.88
【００８２】
（実施例５）
実施例５の撮像装置１００は、図１７の構成図に示すように、ズームレンズ１０２と、ズームレンズ１０２の像面ＩＭＧに配置された撮像素子１０４とから構成される。ズームレンズ１０２の結像側には、カバーガラスＣＧが存在する。
【符号の説明】
【００８３】
ＧＬ１      第１レンズ群
ＧＬ２      第２レンズ群
ＧＬ３      第３レンズ群
ＧＬ４      第４レンズ群
ＧＬ５      第５レンズ群
ＩＭＧ      像面
Ｓ          開口絞り
Ｆ          フォーカスレンズ群
ＣＧ        カバーガラス
１００      撮像装置
１０２      ズームレンズ
１０４      撮像素子
【図１】
2020034681.tif 000004
【図２】
2020034681.tif 000005
【図３】
2020034681.tif 000006
【図４】
2020034681.tif 000007
【図５】
2020034681.tif 000008
【図６】
2020034681.tif 000009
【図７】
2020034681.tif 000010
【図８】
2020034681.tif 000011
【図９】
2020034681.tif 000012
【図１０】
2020034681.tif 000013
【図１１】
2020034681.tif 000014
【図１２】
2020034681.tif 000015
【図１３】
2020034681.tif 000016
【図１４】
2020034681.tif 000017
【図１５】
2020034681.tif 000018
【図１６】
2020034681.tif 000019
【図１７】
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