(57)【要約】【課題】  第４レンズ群を軽量化することを課題とする。【課題を解決する手段】  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、正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の５つのレンズ群が配列されて構成され、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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ４で構成され、上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズＬ５で構成されるズームレンズ１。【選択図】図２
2006220737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、
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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、
上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、
上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成される
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、
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。
（１）１＜ｆ５／ｆｔ＜１．７
但し、
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項３】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（２）０．６＜ｆ４／ｆｔ＜０．９
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項４】
ズームレンズと、上記ズームレンズで形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
上記ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、
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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、
上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、
上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置。
（１）１＜ｆ５／ｆｔ＜１．７
但し、
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項６】
請求項４に記載の撮像装置において、
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
（２）０．６＜ｆ４／ｆｔ＜０．９
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、インナーフォーカス型、特に、レンズと像面（撮像素子）との間に色分解プリズムが配置されるようなバックフォーカスが長く、射出瞳位置が像面から離れた、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像素子により受光するカメラに適切なズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、記録する方法が知られている。
【０００３】
近年の微細加工技術の技術進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化により、カメラ全体の小型化が図れるようになって来た。
【０００４】
但し、上述の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなる問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させる試みや、また、各素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置する試みが為されて来た。上記マイクロレンズアレイは、隣り合う素子同士の間に至る光束を素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与える。すなわち、レンズ系の射出瞳位置が受光素子に近づくと、受光素子に到達する主光線の光軸となす角度が大きくなり、画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対してさらに大きな角度をなし、結果、受光素子上に到達せず、光量不足を招いてしまう。
【０００５】
レンズと像面との間に色分解用のプリズムを配置して、ＲＧＢの各色に光束を分離して各別の撮像素子で受光する、所謂、３ＣＣＤ方式のカメラシステムが知られている。
【０００６】
一般的に、こうしたカメラシステムに用いられるズームレンズは、レンズと像面との間に色分解プリズムを配置するために、バックフォーカスが長い、あるいは、射出瞳位置が像面位置から離れているといった特徴がある。
【０００７】
具体的には、特許文献１に示されたズームレンズでは、物体側より順に、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つのレンズ群を配置して、第２レンズ群が移動することにより変倍を行い、第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動の補償と、近距離合焦のために移動するようになっている。
【０００８】
上記特許文献１に示されたズームレンズと同様の正負正正４群構成のズームレンズとして、特許文献２や特許文献３に示されたものが知られている。
【０００９】
また、近年、撮像素子の高集積化により、第４レンズ群に求められる停止位置精度に高いものが要求される一方、オートフォーカス機能が一般的になるに伴い、オートフォーカス動作の高速化が求められている。このため、第４レンズ群をより速く移動させ、且つ、より高精度に停止させる必要が生じている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３０５０１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１０８８号公報
【特許文献３】特開２００４−２７９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記した従来の正負正正４群構成のズームレンズでは、第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する作用及び被写体位置の距離変化に伴う像面位置の変動を補償する作用を担っていたが、それ以外に、長いバックフォーカスを確保すると共に中心から周辺に至る全ての受光素子への受光効率を高めるために、第４レンズ群を射出する主光線が光軸に対してほぼ平行となって射出瞳位置をほぼ無限遠に近づける作用をも担っていた。そのため、第４レンズ群を構成するレンズの枚数を多く必要としていた。
【００１２】
第４レンズ群を構成するレンズ枚数が多くなることは第４レンズ群の重量の増大を招き、オートフォーカス動作の高速化が困難となり、また、高いイナーシャにより停止位置精度を高めることが困難となる。さらに、重たい第４レンズ群の移動のために、駆動機構が大型化し、レンズユニット及びこれを用いた撮像装置の小型化が困難になる。
【００１３】
本発明は、上記した問題点に鑑み、第４レンズ群を軽量化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成されるものである。
【００１５】
また、本発明撮像装置は、上記した課題を解決するために、ズームレンズと、上記ズームレンズで形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、上記ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成されるものである。
【００１６】
従って、本発明にあっては、第５レンズ群にレンズを射出する主光線を光軸とほぼ平行にする機能を担わせることによって、第４レンズ群に変倍に伴う像面位置の変動の補償と近距離合焦の機能のみを担わせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明撮像装置は、ズームレンズと、上記ズームレンズで形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、上記ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の５つのレンズ群が配列されて構成され、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、上記第１レンズ群が光軸方向に固定され、上記第２レンズ群が像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群が上記第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償する時及び近距離合焦時に光軸方向に移動し、上記第５レンズ群が光軸方向に固定され、上記第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、上記第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成されることを特徴とする。
【００１９】
従って、本発明ズームレンズにあっては、第５レンズ群にレンズを射出する主光線を光軸とほぼ平行にする機能を担わせることによって、第４レンズ群に変倍に伴う像面位置の変動の補償と近距離合焦の機能のみを担わせることができる。そのため、第４レンズ群を構成するレンズ枚数を減らして、フォーカス群である第４レンズ群の軽量化が可能になる。これによって、オートフォーカス動作の高速化と、第４レンズ群の停止位置精度の高精度化が可能になる。また、本発明撮像装置にあっては、本発明ズームレンズを使用することにより、軽量化と小型化が可能になり、また、オートフォーカス動作が高速化され、フォーカス群である第４レンズ群の停止位置精度が高精度化されることによって、高い画質の画像を取得することが可能になる。
【００２０】
請求項２及び請求項５に記載した発明にあっては、ｆ５を第５レンズ群の焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離として、条件式（１）１＜ｆ５／ｆｔ＜１．７を満足するので、第４レンズ群の構成レンズ枚数を増やすことなしに、第４レンズ群の移動に伴う軸外収差の変動を抑制することができるとともに、画面周辺部において発生するコマ収差をより良好に補正して、さらに高い光学性能を得ることができる。
【００２１】
請求項３及び請求項６に記載した発明にあっては、ｆ４を第４レンズ群の焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離として、条件式（２）０．６＜ｆ４／ｆｔ＜０．９を満足するので、第４レンズ群の移動量を大きくすることなしに、第２レンズ群の移動及び被写体位置の移動に伴う像面位置の変動を補償することができるとともに、第４レンズ群単独で発生する負の球面収差を良好に補正することができて、さらなる高性能化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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添付図面を参照して説明する。
【００２３】
本発明ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群を配置して構成される。
【００２４】
第１レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群は光軸方向に固定され、第２レンズ群がズーム機能、第４レンズ群がコンペンゼート機能を有し、これを組み合わせることにより、第２レンズ群が物体側から像側に移動する際に、像面位置を一定に保ったまま、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する。第４レンズ群は同時にフォーカス機能を有し、被写体位置の変化による像面位置の変動を補償する。
【００２５】
第４レンズ群は両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズで構成され、第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成される。
【００２６】
本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第４レンズ群の像側に正の屈折力を有する第５レンズ群を配置することによって、該第５レンズ群が射出瞳位置をほぼ無限遠に近づける作用を為し、これによって、第５レンズ群を射出する主光線が光軸に対してほぼ平行となって、長いバックフォーカスを確保すると共に中心から周辺に至る全ての受光素子への受光効率を高めることができる。従って、従来の正負正正４群ズームレンズにおいて第４レンズ群が担っていた作用のうち、射出瞳位置をほぼ無限遠に近づける作用が無くなることになり、第４レンズ群を構成するレンズ枚数を減らすことができ、第４レンズ群の軽量化を図ることができる。
【００２７】
そして、第４レンズ群は強い収斂作用をなすため、負の球面収差を良好に補正する必要がある。このため、第４レンズ群を両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合正レンズで構成している。
【００２８】
また、第５レンズ群は像側に凸面を向けた正レンズで構成することにより、画面周辺部において発生するコマ収差を抑えている。
【００２９】
以上のように構成することにより、本発明によるズームレンズは第４レンズ群の軽量化が図れ、オートフォーカス作用の高速化及び第４レンズ群の停止位置精度の高精度化が可能となる。
【００３０】
さらに、本発明ズームレンズを用いて構成したレンズユニットの防塵性を高めることが出来る。すなわち、プリズムをレンズの像側に配置する場合、レンズブロックとプリズムブロックとを別々に組み立てた上で、両者を合体させる。このため、レンズブロックの最も像側に可動レンズ群が配置されると、レンズブロックの組立後に塵埃がレンズ内に侵入する惧れがある。それに対し、本発明ズームレンズにあっては、最も像側に固定群である第５レンズ群が配置されるため、レンズブロックの防塵性を高めることが出来る。
【００３１】
本発明ズームレンズは、ｆ５を第５レンズ群の焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離として、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００３２】
（１）１＜ｆ５／ｆｔ＜１．７
条件式（１）は第５レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
【００３３】
条件式（１）の上限値を上回った場合、第４レンズ群の屈折力が強まるため、近距離合焦時、及び、ズーミング時に第４レンズ群が移動すると、軸外収差の変動が大きくなってしまうため、これを補正するために、第４レンズ群を構成するレンズ枚数を増やさざるを得なく、第４レンズ群の駆動に必要な仕事量が多くなる。結果、駆動系の複雑化及び大型化を引き起こすため、小型化を充分に図ることが出来なくなってしまう。
【００３４】
条件式（１）の下限値を下回った場合、第５レンズ群を通過する軸外光束が光軸から極端に離れるようになってしまい、画面周辺部において発生するコマ収差をより良好に補正して高い光学性能を得ることができなくなってしまう。
【００３５】
本発明においては、レンズ全長の更なる短縮化と更なる高性能化とを両立させるために、ｆ４を第４レンズ群の焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離として、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００３６】
（２）０．６＜ｆ４／ｆｔ＜０．９
条件式（２）は第４レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
【００３７】
条件式（２）の上限値を上回った場合、第２レンズ群の移動、及び、被写体位置の変動に伴う像面位置の変動を補償する作用に必要な第４レンズ群の移動量が大きくなり、第３レンズ群、第５レンズ群との間隔を広げざるを得なくなり、レンズ全長の更なる短縮化が図れなくなってしまう。
【００３８】
条件式（２）の下限値を下回った場合、第４レンズ群単独で発生する負の球面収差をより良好に補正することが難しく、更なる高性能化が図れなくなってしまう。
【００３９】
本発明ズームレンズにおいては、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能が実現できる。特に、第５レンズ群に非球面を導入することによって、中心性能の更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も可能である。
【００４０】
更に、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ことは言うまでもない。
【００４１】
本発明ズームレンズを構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群、あるいはレンズ群の一部のレンズを光軸に対して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。
【００４２】
特に、レンズ系のブレを検出する検出系、上記検出系によって検出したレンズ系のブレ量に基づきレンズのシフト量を算出する演算系、所定のレンズを上記演算系からの出力に従ってシフトさせる駆動系とを組み合わせることにより、手ブレ等によるレンズ系のブレによる像のブレをレンズのシフトによって補正する、所謂、手ブレ補正機能を持たせることも可能である。
【００４３】
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。
【００４４】
以下に、本発明ズームレンズの各実施の形態及び数値実施例を説明する。
【００４５】
なお、各実施の形態において非球面が用いられるが、非球面形状は次の数１式によって表される。
【００４６】
【数１】
2006220737.tif 000003
【００４７】
ここで、
ｙ：光軸からの高さ
ｘ：サグ量
ｃ：曲率
κ：円錐定数
Ｃ４、Ｃ６、…：非球面係数
である。
【００４８】
図１は本発明ズームレンズの各実施の形態の屈折力配分を示しており、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正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が配列されて構成され、広角端状態より望遠端状態へのレンズ位置状態の変更に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔は減少するように、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。この時、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５は固定であって、第４レンズ群Ｇ４が第２レンズ群Ｇ２の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動すると共に近距離合焦時に物体側へ移動する。
【００４９】
図２は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１によるレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は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及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１及び両凹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Ｌ２２により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１及び両凸レンズと負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ３２により構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズと負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は像側に凸面を向けた正レンズＬ５により構成される。
【００５０】
この第１の実施の形態では、開口絞りＳが第３レンズ群中に配置され、レンズ位置状態の変化に依らず固定される。
【００５１】
また、第５レンズ群Ｇ５の像側に色分解用のプリズムＰが配置されている。
【００５２】
表１に上記した第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を掲げる。この数値実施例１及び後に説明する各数値実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率及びアッベ数はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。なお、表１中及びその他の表中で曲率半径０とは平面を示す。
【００５３】
【表１】
2006220737.tif 000004
【００５４】
第１１面、第１７面及び第２０面の各レンズ面は非球面で構成されており、非球面係数は表２に示す通りである。なお、表２及び以下の非球面係数を示す表において「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、「0.26029E-05」は「0.26029×10−5」を表している。
【００５５】
【表２】
2006220737.tif 000005
【００５６】
広角端状態より望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に伴って、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と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１６、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１９が変化する。そこで、表３に上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を焦点距離ｆと共に示す。
【００５７】
【表３】
2006220737.tif 000006
【００５８】
表４に数値実施例１における各条件式（１）、（２）対応値を示す。
【００５９】
【表４】
2006220737.tif 000007
【００６０】
図３乃至図５に上記数値実施例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＝2.812）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝7.314）、図５は望遠端状態（ｆ＝25.539）における諸収差図を示すものである。
【００６１】
図３乃至図５の各収差図において、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。コマ収差図においてＡは画角を示す。
【００６２】
各収差図から、数値実施例１にあって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。
【００６３】
図６は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２によるレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は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及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１及び両凹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Ｌ２２により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１及び両凸レンズと負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ３２により構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズと負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は像側に凸面を向けた正レンズＬ５により構成される。
【００６４】
この第２の実施の形態では、開口絞りＳが第３レンズ群中に配置され、レンズ位置状態の変化に依らず固定される。
【００６５】
また、第５レンズ群Ｇ５の像側に色分解用のプリズムＰが配置されている。
【００６６】
表５に上記した第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を掲げる。
【００６７】
【表５】
2006220737.tif 000008
【００６８】
第１１面、第１７面及び第２０面の各レンズ面は非球面によって構成されており、非球面係数は表６に示す通りである。
【００６９】
【表６】
2006220737.tif 000009
【００７０】
広角端状態より望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に伴って、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と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１６、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１９が変化する。そこで、表７に上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を焦点距離ｆと共に示す。
【００７１】
【表７】
2006220737.tif 000010
【００７２】
表８に数値実施例２における各条件式（１）、（２）対応値を示す。
【００７３】
【表８】
2006220737.tif 000011
【００７４】
図７乃至図９に上記数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図７は広角端状態（ｆ＝2.812）、図８は中間焦点距離状態（ｆ＝7.314）、図９は望遠端状態（ｆ＝25.845）における諸収差図を示すものである。
【００７５】
図７乃至図９の各収差図において、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。コマ収差図においてＡは画角を示す。
【００７６】
各収差図から、数値実施例２にあって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。
【００７７】
図１０は本発明ズームレンズの第３の実施の形態によるレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は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及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１及び両凹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Ｌ２２により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１、両凸レンズＬ３２及び負メニスカスレンズＬ３３により構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズと負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は像側に凸面を向けた正レンズＬ５により構成される。
【００７８】
この第３の実施の形態では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３中に配置され、レンズ位置状態の変化に依らず固定される。
【００７９】
また、第５レンズ群Ｇ５の像側に色分解用のプリズムＰが配置されている。
【００８０】
表９に上記した第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を掲げる。
【００８１】
【表９】
2006220737.tif 000012
【００８２】
第１１面、第１８面、第２１面の各レンズ面は非球面によって構成されており、非球面係数は表１０に示す通りである。
【００８３】
【表１０】
2006220737.tif 000013
【００８４】
広角端状態より望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に伴って、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と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、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が変化する。そこで、表１１に上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を焦点距離ｆと共に示す。
【００８５】
【表１１】
2006220737.tif 000014
【００８６】
表１２に数値実施例３における各条件式（１）及び（２）対応値を示す。
【００８７】
【表１２】
2006220737.tif 000015
【００８８】
図１１乃至図１３に上記数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１１は広角端状態（ｆ＝2.812）、図１２は中間焦点距離状態（ｆ＝7.315）、図１３は望遠端状態（ｆ＝25.812）における諸収差図を示すものである。
【００８９】
図１１乃至図１３の各収差図において、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。コマ収差図においてＡは画角を示す。
【００９０】
各収差図から、数値実施例３にあって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。
【００９１】
図１４に上記した本発明ズームレンズを使用した撮像装置の実施の形態を示す。なお、図１４に示す実施の形態は本発明をデジタルスチルカメラに適用したものである。
【００９２】
デジタルスチルカメラ１００は、撮像機能を担うカメラブロック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ＣＰＵ６０と、ユーザによる操作入力のための入力部７０と、カメラブロック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。
【００９３】
カメラブロック１０は、本発明が適用されるズームレンズ１１（上記実施の形態乃至数値実施例１乃至３にかかるズームレンズ１乃至３を使用することができる）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・伸長復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
【００９４】
メモリカード５１は、着脱可能な半導体メモリからなる。Ｒ／Ｗ５０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。
【００９５】
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１１内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
【００９６】
以下、このデジタルスチルカメラの動作を簡単に説明する。
【００９７】
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック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１１内の所定のレンズが移動される。
【００９８】
そして、入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック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Ｒ／Ｗ５０に出力され、メモリカード５１に書き込まれる。
【００９９】
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１１内の所定のレンズを移動させることにより行われる。そして、上記ズームレンズ１〜３にあっては、第４レンズ群Ｇ４は構成するレンズ枚数が少なく軽量であるので、フォーカシング動作が高速でなされ、また、第４レンズ群の停止位置精度が高く、高画質の画像を得ることができる。
【０１００】
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、Ｒ／Ｗ５０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。
【０１０１】
なお、上記した実施の形態では、本発明をデジタルスチルカメラに適用したものを示したが、本発明の適用がデジタルスチルカメラへの適用に限られることを示すものではなく、デジタルビデオカメラ、その他のカメラにも適用できることは勿論である。
【０１０２】
また、上記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、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。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
小型軽量で、且つ、優れた性能を有する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が出来、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等に広く利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明ズームレンズの屈折力配置と変倍時における各レンズ群の可動の可否を示す図である。
【図２】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３】図４及び図５と共に本発明ズームレンズの第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図４】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図５】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図６】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７】図８及び図９と共に本発明ズームレンズの第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図８】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図９】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図１０】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１１】図１２及び図１３と共に本発明ズームレンズの第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図１２】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図１３】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。
【図１４】デジタルスチルカメラに適用した本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｇ５…第５レンズ群、Ｌ４…両凸形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとの接合レンズ、Ｌ５…像側に凸面を向けた正レンズ、１００…デジタルスチルカメラ（撮像装置）、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子
【図１】
2006220737.tif 000016
【図２】
2006220737.tif 000017
【図３】
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【図４】
2006220737.tif 000019
【図５】
2006220737.tif 000020
【図６】
2006220737.tif 000021
【図７】
2006220737.tif 000022
【図８】
2006220737.tif 000023
【図９】
2006220737.tif 000024
【図１０】
2006220737.tif 000025
【図１１】
2006220737.tif 000026
【図１２】
2006220737.tif 000027
【図１３】
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【図１４】
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