(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って物体側より像側に向かって順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、開口絞りと、正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レンズ群の順に配置されてなり、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔は減少し、前記第３レンズ群によってフォーカシングを行い、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）  ２．０＜Ｆ３／Ｆ２３ｔ＜３．０
（２）  −２．５＜Ｆ２／Ｆｍ＜−１．０
（３）  −１．４＜Ｆ３／Ｆｍ＜−０．５
但し、Ｆ２は、前記第２レンズ群の焦点距離であり、Ｆ３は、前記第３レンズ群の焦点距離であり、Ｆ２３ｔは、望遠端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離であり、広角端での全系の焦点距離をＦｗとし、望遠端での全系の焦点距離をＦｔとしたとき、前記焦点距離Ｆｗと前記焦点距離Ｆｔとの中間焦点距離Ｆｍ＝√（Ｆｗ×Ｆｔ）である。
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群が１枚の負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３】
請求項１または２に記載のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群の前記１枚の負レンズが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（４）  νｄ＞５０
但し、νｄは、前記第３レンズ群の前記１枚の負レンズのアッベ数である。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、変倍に際し、全てのレンズ群が移動するように構成されてなることを特徴とするズームレンズ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式  （５）を満たすことを特徴とするズームレンズ。
（５）０．７５＜Ｙ´／Ｆｗ
但し、Ｙ´は、最大像高であり、Ｆｗは、広角端での全系の焦点距離である。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式  （６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（６） ３．０＜Ｆｔ／Ｆｗ
但し、Ｆｔは、望遠端での全系の焦点距離、Ｆｗは、広角端での全系の焦点距離である。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
【請求項８】
請求項７に記載の情報装置において、ズームレンズによる物体像が、撮像素子の受光面上に結像されることを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズを、撮影機能部の撮影光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系として改良されたズームレンズ、そのズームレンズを撮影光学系として使用するデジタルカメラ、銀塩カメラ、ビデオカメラ等の情報装置および携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ等に用いられる撮影光学系においては、ズームレンズが一般的となっている。特に、３５ｍｍ判換算で５０ｍｍ程度の画角を焦点距離範囲に含むズームレンズが一般的に知られている。更に、これらズームレンズにおいては、小型化や広角化、オートフォーカス（以下「ＡＦ」という）の高速化等がユーザから求められている。
このズームレンズの構成として、物体側から像側に向かって順に、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レンズ群とそれに続く後続群を配置してなる、いわゆるポジティブリードタイプのズームレンズが特許文献１（特開平３−２２８００８号公報）、特許文献２（特開平１０−４８５１８号公報）、特許文献３（特開平１１−４４８４８号公報）、特許文献４（特開２０００−２８９２３号公報）、特許文献５（特開２０１０−１７５９５４号公報）に示されている。このような構成をとる理由として、第１には、変倍比を拡大しやすいこと、第２には、正群先行の構成により、全長の小型化が出来ることが挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、これらのズームレンズのフォーカス方式として、特許文献１等に示すような、第２レンズ群を移動させる、いわゆるインナーフォーカス式が知られている。このインナーフォーカス方式では、フォーカシングに際して、移動させる群の重量が大きいため、モータやアクチュエータが大きくなってしまい、鏡筒の最大径が大きくなってしまうという問題だけでなく、ＡＦの高速化、動画撮影中の静穏化等においても不利になってしまうという難点があった。
フォーカス群を軽量化する方式として、物体側から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、負の屈折力を有する第３レンズ群とそれに続く後群を有し、第３レンズ群でフォーカスを行う方法が特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５にそれぞれ示されている。しかしながら、特許文献２、特許文献３、特許文献４に示されているズームレンズにおいては、フォーカス群が必ずしも軽量とは言い難く、前述したユーザの要求に対して、不十分である。
特許文献５においては、フォーカス群として１枚の負レンズを用いた方法が提案されている。この方法によりフォーカス群が軽量化され、ＡＦの高速化や鏡筒径の小型化等が図れるが、各レンズ群の焦点距離の範囲が適切ではないため、収差補正上改善の余地があり、またレンズ系の小型化に関しても不十分である。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フォーカス群が十分コンパクトで、フォーカス群移動量が小さく、小型・高性能で、広角端の半画角が３６．８度以上、変倍比が３倍から５倍程度、５００万〜１０００万画素を超える撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを提供すること、更には、このようなズームレンズを用いる情報装置および携帯情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１から請求項６に記載のズームレンズは、
光軸に沿って物体側より像側に向かって順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、開口絞りと、正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レンズ群の順に配置されてなり、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔は減少し、前記第３レンズ群によってフォーカシングを行う、ズームレンズであって、更に、それぞれ以下のような特徴を有するものである。
即ち、請求項１に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、前記第３レンズ群の焦点距離をＦ３、望遠端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離をＦ２３ｔ、広角端での全系の焦点距離をＦｗ、望遠端での全系の焦点距離をＦｔ、前記焦点距離Ｆｗと前記焦点距離Ｆｔとの中間焦点距離をＦｍ＝√Ｆｗ×Ｆｔとしたとき、下記条件式（１）、（２）、（３）：
（１）  ２．０＜Ｆ３／Ｆ２３ｔ＜３．０
（２）  −２．５＜Ｆ２／Ｆｍ＜−１．０
（３）  −１．４＜Ｆ３／Ｆｍ＜−０．５
を満足することを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載のズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群が１枚の負レンズで構成されることを特徴としている。
請求項３に記載のズームレンズは、
請求項１または２のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群の前記１枚の負レンズのアッベ数νｄが、以下の条件式（４）：
（４）  νｄ＞５０
を満足することを特徴としている。
請求項４に記載のズームレンズは、
請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズにおいて、変倍に際し、全てのレンズ群が移動するように構成されてなることを特徴としている。
【０００７】
請求項５に記載のズームレンズは、
請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズにおいて、最大像高をＹ´、広角端での全系の焦点距離をＦｗとして、以下の条件式（５）：
（５）  ０．７５＜Ｙ´／Ｆｗ
を満足することを特徴としている。
請求項６に記載のズームレンズは、
請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズにおいて、望遠端での全系の焦点距離をＦｔ、広角端での全系の焦点距離をＦｗとして、以下の条件式（６）：
（６）  ３．０＜Ｆｔ／Ｆｗ
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載の撮影機能を有する情報装置は、
請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項８に記載の撮影機能を有する情報装置は、
請求項７の情報装置において、ズームレンズによる物体像が、撮像素子の受光面上に結像されることを特徴としている。
請求項９に記載の携帯情報端末装置は、
請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズを、撮影機能部の撮影光学系として有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フォーカス群が十分にコンパクトで、フォーカス群移動量が小さく、移動に要する力量が軽減化され、小型・高性能で、広角端の半画角が３６．８度以上、変倍比が３倍から５倍程度、５００万〜１０００万画素を超える撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができ、また、上述のようなズームレンズを撮影用光学系として使用することにより、広画角で、高変倍でありながら、フォーカス群移動量が小さく、その移動に要する力量の軽減化および自動合焦動作の高速化が実現され、小型で高解像度の撮影画像が得られる情報装置および携帯情報端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す断面図であり、このうち、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端の、それぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端の、それぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端の、それぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端の、それぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図５】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図９】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１３】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１５】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１６】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係る情報装置としてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す被写体側から見た斜視図である。
【図１８】図１７のデジタルカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図１９】図１７のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、情報装置および携帯情報端末装置を詳細に説明する。
具体的な実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。ここで、図１、図２、図３および図４を、第１、第２、第３および第４の実施の形態とするが、後述するように実施例１、実施例２、実施例３および実施例４としても用いることとする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側に向かって順次、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正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とを配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に開口絞りＡＤを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、全群が移動し、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が像側に凸な軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、開口絞りＡＤは第４レンズ群Ｇ４と一体で移動する。
【００１１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側に向かって、順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、これら第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、像側により強い凹面を向け、両側の面が非球面である両凹レンズからなる第４レンズＬ４と、像側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５とからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第６レンズＬ６からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第８レンズＬ８と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第９レンズＬ９とからなり、これら第８レンズＬ８と第９レンズＬ９の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
【００１２】
第５レンズ群Ｇ５は、像側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１よりなる。
上記構成よりなるズームレンズにおいて、第２レンズ群の焦点距離をＦ２、第３レンズ群の焦点距離をＦ３、望遠端での第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離をＦ２３ｔ、広角端での全系の焦点距離をＦｗとし、望遠端での全系の焦点距離をＦｔとし、これら焦点距離ＦｗとＦｔとで与えられる中間焦点距離Ｆｍを、Ｆｍ＝√（Ｆｗ×Ｆｔ）とすると、下記条件式（１）、（２）、（３）：
（１）  ２．０＜Ｆ３／Ｆ２３ｔ＜３．０
（２）  −２．５＜Ｆ２／Ｆｍ＜−１．０
（３）  −１．４＜Ｆ３／Ｆｍ＜−０．５
を満足することを特徴とする。
上記条件式（１）、（２）、（３）は、それぞれ、第２レンズ群の焦点距離Ｆ２と第３レンズ群の焦点距離Ｆ３のバランスを図るための条件式である。本発明のレンズ系においては、第２レンズ群と第３レンズ群が主に変倍の機能を果たしており、レンズ系の小型化と性能向上を図る上で、第２レンズ群と、フォーカスレンズ群としても働く第３レンズ群のパワー配置を最適化する必要がある。
【００１３】
条件式（１）は、第２レンズ群と第３レンズ群の適切なバランスの範囲を示している式である。上限である３．０を上回ると、第３レンズ群のパワーが小さくなることにより、フォーカス時の移動量が大きくなったり、第２レンズ群のパワーが大きくなることにより製造誤差感度が大きくなり、加工性に関して不利となる。また下限値である２．０を下回ると第３レンズ群のパワーが大きくなりすぎ、製造誤差感度が上昇し加工性に関して不利となるばかりではなく、第２レンズ群のパワーが小さくなることにより、変倍に寄与する他のレンズ群とのバランスが崩れ、諸収差の補正が困難となる。
条件式（２）、条件式（３）は、それぞれ、第２レンズ群と第３レンズ群が取るべき適切な範囲を示した式である。それぞれ上限値である−１．０、−０．５を上回ると、それぞれのレンズ群のパワーが大きくなるため、第２レンズ群に関しては変倍範囲が狭く、第３レンズ群に関してはフォーカス時の移動距離が小さくなり、小型化には有利となるが、製造誤差感度が高くなり加工性に関して不利となる。また下限値である−２．５、−１．４を下回ると、製造誤差感度が小さくなり、加工性に関しては有利となるが、変倍時およびフォーカス時の移動距離が大きくなるばかりでなく、他のレンズ群の負担が大きくなるため、バランスが崩れ、諸収差の補正が困難となる。
【００１４】
更に好ましくは、以下の条件式（１´）（２´）（３´）を満たすことが望ましい。
（１´）  ２．２＜Ｆ３／Ｆ２３ｔ＜２．８
（２´）  −２．４＜Ｆ２／Ｆｍ＜−１．２
（３´）  −１．２＜Ｆ３／Ｆｍ＜−０．８
更に、フォーカス群を軽量化するためには、第３レンズ群が１枚の負レンズであることが望ましい、これにより、フォーカスの高速化、静音化が図れる。
更に高性能化するためには、前記第３レンズ群の負レンズのアッべ数νｄが、以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
（４）  νｄ＞５０
第３レンズ群は、１枚のレンズにより構成され、ここに低分散ガラスを用いることにより、各種色収差の発生を抑えることができ、他の群の負担が小さくなり、収差補正上有利となる。
【００１５】
更に好ましくは、第３レンズ群の負レンズのアッべ数νｄが、以下の条件式（４´）を満たすことが望ましい。
（４´）  νｄ＞６０
更に高性能化するためには、前記後続群が物体側から順に開口絞りと正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レンズ群であることが望ましい。
後続群を増やすことにより、前群の変倍への負担が小さくなり、自由度も増すため、収差補正上、また加工性においても有利となるが、光学系の小型化とのトレードオフとなり、上記、正の屈折力を有する第４レンズ群および第５レンズ群を設けることが適当である。
更に高性能化するためには、変倍に際し、全てのレンズ群が移動することが望ましい。
全てのレンズ群が変倍に寄与することで、各群への負担が小さくなり、収差補正上、また加工性においても有利となるだけでなく、第１レンズ群の移動量を効率よく低減することが可能となり、小型化にも有利となる。
【００１６】
また、前記ズームレンズにおいて、最大像高Ｙ´、広角端での全系の焦点距離Ｆｗは、以下の条件式（５）を満たすことが望ましい。
（５）  ０．７５＜Ｙ´／Ｆｗ
条件式（５）は、画角を規制するものであり、広角端での半画角が３６．８度以上で高性能かつコンパクトなズームレンズを得ることができる。
また、前記ズームレンズにおいて、望遠端での全系の焦点距離Ｆｔ、広角端での全系の焦点距離Ｆｗは、下記条件式（６）を満たすことが望ましい。
【００１７】
（６）  ３．０＜Ｆｔ／Ｆｗ
ここで条件式（６）は、ズーム比を規制するものであり、３倍以上の変倍比で高性能で広角でコンパクトなズームレンズを得ることができる。
更に望ましくは、以下の条件式（６´）を満たすことが望ましい。
（６´）  ３．０＜Ｆｔ／Ｆｗ＜５
絞りの開放径は「変倍に係らず一定とする」のが機構上簡略となってよいが、望遠端の開放径を広角端に比べて変化させることにより、Ｆナンバの変化を小さくすることもできる。像面に到達する光量を減少させる必要があるときは、絞りを小径化しても良いが、「絞り径を大きく変えることなくＮＤフィルタ等の挿入により光量を減少」させる方が回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
【００１８】
本発明の情報装置は、上記ズームレンズを撮影光学系として有することを特徴とする撮影機能を有する情報装置である。この情報装置は、ズームレンズによる物体像が撮像素子の受光面上に結像されるものとすることができる。前述のように、情報装置は、デジタルカメラやビデオカメラ、銀塩カメラ等として実施できるが、上述したズームレンズを、撮影機能部の撮影光学系として有する携帯情報端末装置として好適に適用することができる。
本発明のズームレンズは、上記のごとき構成により、フォーカス群が十分コンパクトで、フォーカス群移動量が小さく、フォーカス群の移動力量が小さくなり、合焦動作の高速化、静音性が図れ、小型・高性能で広角端の半画角が３６．８度以上、変倍比が３倍から５倍程度で、十分に収差補正され、高解像度の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮像用光学系として有することにより、小型で性能のよい情報装置および携帯情報端末装置を提供することができる。
本発明を実施するための最良の形態として、以下にズームレンズの具体的な実施例（数値実施例）を４例挙げて説明する。実施例１を表わす図１に例示するように、各実施例において、第５レンズ群Ｇ５の像面側に配設される平行平板ＭＦは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタやＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定して、これらに等価な透明平行平板を示したものである。
【００１９】
図中、ＭＦは、結像面を表わす。
実施例における記号の意味は、以下の通りである。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ（Ｆ値）
ω：半画角
Ｒ：曲率半径(非球面にあっては近軸曲率半径)
Ｄ：面間隔
ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面定数
Ａ６：６次の非球面定数
Ａ８：８次の非球面定数
Ａ１０：１０次の非球面定数
Ａ１２：１２次の非球面定数
Ａ１４：１４次の非球面定数
非球面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をｃ、光軸からの高さをＨ、円錐定数をＫ、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、周知の式（７）：
【００２０】
【数１】
0005664969.tif 000002
で表されるものであり、近軸曲率半径と円錐定数、非球面係数を与えて形状を特定する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、先に、第１の実施の形態として説明したが、具体的には、本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示しており、このうち、（ａ）は広角端（ｗｉｄｅ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における断面図、そして、（ｃ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における断面図である。尚、実施例１のレンズ群位置を示す図１において、図示左側が物体側である。光軸に沿って物体側から順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正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を配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に開口絞りＡＤを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が像側に凸な軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、開口絞りＡＤは第４レンズ群Ｇ４と一体で移動する。
【００２２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２とを配している。これら第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、一体に接合された接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第４レンズＬ４と、像側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５、とを配している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い曲面を向けた両凹レンズからなる第６レンズＬ６を配している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第８レンズＬ８と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第９レンズＬ９とを配している。この第８レンズＬ８と第９レンズＬ９の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
【００２３】
第５レンズ群Ｇ５は、像側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１とを配している。
第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に同時的に動作し、開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４と一体に動作する。図２〜図４にも、各光学面の面番号を示している。なお、図２〜図４における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、１４．３ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を１２．３ｍｍと小さく設定してある。
即ち、実施例１〜実施例４のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。即ち、実施例１〜実施例４のズームレンズにおいては、広角端において、撮像範囲に樽型の歪曲収差が発生する。
【００２４】
一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や望遠端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離や望遠端では矩形状となるようにしている。そして、広角端における有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、補正後の像高が１４．３ｍｍとなるように、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。そのため、実施例１〜実施例４においては、広角端での近軸像高を、中間焦点距離での像高や望遠端での像高よりも小さい１２．３ｍｍにしている。その結果、各実施例の収差は、十分に補正されており、５００万〜１０００万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例１〜４より明らかである。
この実施例１における各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「ＨＯＹＡ」とあるのは、ＨＯＹＡ株式会社製の光学硝種名であり、「ＯＨＡＲＡ」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
【００２５】
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝１６．１５〜５３．８５、Ｆ＝３．６５〜５．８７、ω＝４１．５〜１４．８７の範囲で変化する。
【００２６】
【表１】
0005664969.tif 000003
【００２７】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、即ち、表１においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面、第１４面、第１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第６面
Ｋ＝０
Ａ４＝−４．５７４０７０Ｅ−０５
Ａ６＝２．０２５７７０Ｅ−０７
Ａ８＝４．２２６６００Ｅ−０９
Ａ１０＝−１．１３３６９０Ｅ−１０
Ａ１２＝１．００２０２０Ｅ−１２
【００２８】
第７面
Ｋ＝０
Ａ４＝−６．０５３７１０Ｅ−０５
Ａ６＝４．１９４３２０Ｅ−０７
Ａ８＝−５．２４１６８０Ｅ−０９
Ａ１０＝４．４１４２６０Ｅ−１１
第１３面
Ｋ＝０
Ａ４＝−３．７６７３３０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．２６５３３０Ｅ−０６
Ａ８＝２．２９９７８０Ｅ−０８
Ａ１０＝−５．７０１４４０Ｅ−１０
【００２９】
第１４面
Ｋ＝０
Ａ４＝２．６５７９５０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．３３３８２０Ｅ−０６
Ａ８＝２．１４９５２０Ｅ−０８
Ａ１０＝−５．００４２５０Ｅ−１０
第１８面
Ｋ＝１．１５００６２
Ａ４＝１．１１９５３０Ｅ−０５
Ａ６＝−７．１６０６６０Ｅ−０７
Ａ８＝１．１４５６４０Ｅ−０８
Ａ１０＝１．５９８０３０Ｅ−１０
第１９面
Ｋ＝−２．２３４１５０Ｅ−０１
Ａ４＝９．６２７９６０Ｅ−０５
Ａ６＝８．８９８４４０Ｅ−０８
Ａ８＝−１．３４４５４０Ｅ−０９
Ａ１０＝１．９２５８００Ｅ−１０
Ａ１２＝１．４３２４１０Ｅ−１２
ここでＥ−ｎは１０のべき乗を表す。
【００３０】
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００３１】
【表２】
0005664969.tif 000004
【００３２】
また、図５、図６、図７に順次、実施例１の広角端、中間焦点距離、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差の各収差図を示す。なお、球面収差の図中の破線は正弦条件、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。また、「ｇ」、「ｄ」はそれぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
上述した実施例１における条件式（１）〜条件式（６）における各値は、下記の表３の通りである。
【００３３】
【表３】
0005664969.tif 000005
【００３４】
上述した実施例１のズームレンズにおいて、先に述べた条件式（１）〜条件式（６）に係るパラメータの値は、いずれも条件式の範囲内にある。
【実施例２】
【００３５】
図２は、第２の実施の形態を示すものであると共に、具体的には、本発明の実施例２に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示しており、このうち、（ａ）は広角端（ｗｉｄｅ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における断面図、そして、（ｃ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における断面図である。尚、実施例２のレンズ群位置を示す図２において、図示左側が物体側である。図２において、光軸に沿って物体側から像側に向かって、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正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を配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に開口絞りＡＤを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が像側に凸な軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、開口絞りＡＤは第４レンズ群Ｇ４と一体で移動する。
【００３６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２とを配している。これら第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合された接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、物体側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第４レンズＬ４と、両側の面が等しい曲率半径に形成された両凸レンズからなる第５レンズＬ５、とを配している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第６レンズＬ６を配している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第８レンズＬ８と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第９レンズＬ９とを配している。この第８レンズＬ８と第９レンズＬ９の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
【００３７】
第５レンズ群Ｇ５は、像側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１とを配している。
この実施例２のレンズ構成に関しては、第２レンズ群Ｇ２の第４レンズＬ４が、物体側に強い凹面を向け、像側の面が非球面である両凹レンズからなり、第５レンズＬ５が両面とも同じ曲率半径の凸面をもった両凸レンズである点が、実施例１と異なっている。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例２を示す。なお、この実施例２においても最大像高は、１４．３ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を１２．３ｍｍと小さく設定してある。
その結果、この実施例２の収差は、十分に補正されており、５００万〜１０００万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例２より明らかである。
この実施例２における各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。
尚、各実施例中の硝材名中、「ＨＯＹＡ」とあるのは、ＨＯＹＡ株式会社製の光学硝種名であり、「ＯＨＡＲＡ」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝１６．１５〜５３．９、Ｆ＝３．６８〜５．８５、ω＝４１．５〜１４．８７の範囲で変化する。
【００３８】
【表４】
0005664969.tif 000006
【００３９】
表４において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
即ち、表４においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面、第１４面、第１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第６面
Ｋ＝０
Ａ４＝３．１２３２８０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．６８９１５０Ｅ−０６
Ａ８＝２．９００８７０Ｅ−０８
Ａ１０＝−１．７６２８００Ｅ−１０
Ａ１２＝−２．３３２３２０Ｅ−１３
第７面
Ｋ＝０
Ａ４＝−７．６０１２４０Ｅ−０６
Ａ６＝−１．５４３０８０Ｅ−０６
Ａ８＝２．３３９９４０Ｅ−０８
Ａ１０＝−１．７４０２９０Ｅ−１０
【００４０】
第１３面
Ｋ＝０
Ａ４＝−６．１５４６４０Ｅ−０５
Ａ６＝−９．６４７４１０Ｅ−０７
Ａ８＝９．５４５８３０Ｅ−０９
Ａ１０＝−１．９３２５８０Ｅ−１０
第１４面
Ｋ＝０
Ａ４＝３．０９７７６０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．０７４１４０Ｅ−０６
Ａ８＝１．１４８３９０Ｅ−０８
Ａ１０＝−１．７２５３２０Ｅ−１０
第１８面
Ｋ＝１．４８３１７１Ｅ＋００
Ａ４＝−７．５５２０００Ｅ−０６
Ａ６＝３．９３３０００Ｅ−０７
Ａ８＝−２．７０７５６０Ｅ−０８
Ａ１０＝５．５７０４４０Ｅ−１０
【００４１】
第１９面
Ｋ＝−２．０１３３００Ｅ−０１
Ａ４＝５．４３８６１０Ｅ−０５
Ａ６＝２．６２８７９０Ｅ−０７
Ａ８＝７．４５２２６０Ｅ−０９
Ａ１０＝−３．８６２８７０Ｅ−１０
Ａ１２＝８．２３７８７０Ｅ−１２
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って下記表５のように変化させられる。
【００４２】
【表５】
0005664969.tif 000007
【００４３】
また、図８、図９、図１０に順次、実施例２の広角端、中間焦点距離、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差の各収差図を示す。なお、球面収差の図中の破線は正弦条件、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。また、「ｇ」、「ｄ」はそれぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。
上述した実施例２における条件式（１）〜条件式（６）における各値は、下記の表６の通りである。
【００４４】
【表６】
0005664969.tif 000008
【００４５】
上述した実施例２のズームレンズにおいて、先に述べた条件式（１）〜条件式（６）に係るパラメータの値は、いずれも条件式の範囲内にある。
【実施例３】
【００４６】
図３は、第３の実施の形態を示すものであると共に、具体的には、本発明の実施例３に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示しており、このうち、（ａ）は広角端（ｗｉｄｅ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における断面図、そして、（ｃ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における断面図である。尚、実施例３のレンズ群位置を示す図３において、図示左側が物体側である。光軸に沿って物体側から像側に向かって、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正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を配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に開口絞りＡＤを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が像側に凸な軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４と一体で移動する。
【００４７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２とを配している。これら第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合された接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第４レンズＬ４と、両面が同じ曲率半径の凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５、とを配している。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第６レンズＬ６を配している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第８レンズＬ８と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第９レンズＬ９とを配している。この第８レンズＬ８と第９レンズＬ９の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
【００４８】
第５レンズ群Ｇ５は、像側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１とを配している。
以下に、本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、この実施例３において最大像高は、１４．３ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を１２．３ｍｍと小さく設定してある。
その結果、図１１〜図１３に示す各収差曲線図に示されるように、各実施例の収差は、十分に補正されており、５００万〜１０００万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、この実施例３より明らかである。
この実施例３における各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。
尚、各実施例中の硝材名中、「ＨＯＹＡ」とあるのは、ＨＯＹＡ株式会社製の光学硝種名であり、「ＯＨＡＲＡ」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝１６．１５〜５３．８５、Ｆ＝３．６９〜５．６０、ω＝４１．５〜１４．９の範囲で変化する。
【００４９】
【表７】
0005664969.tif 000009
【００５０】
表７において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
即ち、表７においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面、第１４面、第１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−３．４３２０８０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．３１７５８０Ｅ−０７
Ａ８＝１．５５１７６０Ｅ−０９
Ａ１０＝−３．７７８４７０Ｅ−１１    Ａ１２＝９．１０９９００Ｅ−１３
第７面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−５．７１９４００Ｅ−０５
Ａ６＝−３．６９７２１０Ｅ−０８
Ａ８＝−５．３２１９４０Ｅ−０９
Ａ１０＝８．７６５１６０Ｅ−１１  第１３面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−１．２６１０５０Ｅ−０５
Ａ６＝−５．８８２７５０Ｅ−０７
Ａ８＝１．３１０６４０Ｅ−０８
Ａ１０＝−３．２３６２６０Ｅ−１０  
【００５１】
第１４面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝３．０２１５４０Ｅ−０５
Ａ６＝−６．４４４９５０Ｅ−０７
Ａ８＝１．７６２４８０Ｅ−０８
Ａ１０＝−３．９４８５６０Ｅ−１０
第１８面
Ｋ＝１．３９２２５０Ｅ−０１
Ａ４＝２．５３０１５０Ｅ−０６
Ａ６＝５．７８４１５０Ｅ−０８
Ａ８＝−２．１８２６３０Ｅ−０９
Ａ１０＝１．１５４８６０Ｅ−１０  第１９面
Ｋ＝−９．２５７８００Ｅ−０２
Ａ４＝７．９２８３３０Ｅ−０５
Ａ６＝４．６６３４１０Ｅ−０７
Ａ８＝−１．００３８８０Ｅ−０８    Ａ１０＝１．９１３５６０Ｅ−１０
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００５２】
【表８】
0005664969.tif 000010
【００５３】
また、図１１、図１２および図１３に順次、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差の各収差図を示す。なお、球面収差の図中の破線は正弦条件、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。また、「ｇ」、「ｄ」は、それぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。
上述した実施例３における条件式（１）〜条件式（６）における各値は、下記の表９の通りである。
【００５４】
【表９】
0005664969.tif 000011
【００５５】
上述した実施例３のズームレンズにおいて、先に述べた条件式（１）〜条件式（６）に係るパラメータの値は、いずれも条件式の範囲内にある。
【実施例４】
【００５６】
図４は、第４の実施の形態に係るズームレンズを示すものであると共に、具体的には、本発明の実施例４に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示しており、このうち、（ａ）は広角端（ｗｉｄｅ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における断面図、そして、（ｃ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における断面図である。尚、実施例４のレンズ群位置を示す図４において、図示左側が物体側である。図４において、光軸に沿って物体側から像側に向かって、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正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を配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に開口絞りＡＤを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が像側に凸の軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、開口絞りＡＤは第４レンズ群Ｇ４と一体で移動する。
【００５７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２とを配している。これら第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合された接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第４レンズＬ４と、両面が同じ曲率半径の曲面に形成された両凸レンズからなる第５レンズＬ５、とを配している。
第３レンズ群Ｇ３は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第６レンズＬ６を配している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第８レンズＬ８と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第９レンズＬ９とを配している。この第８レンズＬ８と第９レンズＬ９の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された接合レンズを形成している。
【００５８】
第５レンズ群Ｇ５は、像側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１とを配している。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例４を示す。なお、この実施例２においても最大像高は、１４．３ｍｍである。
その結果、実施例４の収差は、十分に補正されており、５００万〜１０００万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、この実施例４より明らかである。
この実施例４における各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
尚、本実施例４中の硝材名中、「ＨＯＹＡ」とあるのは、ＨＯＹＡ株式会社製の光学硝種名であり、「ＯＨＡＲＡ」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝１６．１５〜５３．８５、Ｆ＝３．６８〜５．５５、ω＝４１．５〜１４．８７の範囲で変化する。
【００５９】
【表１０】
0005664969.tif 000012
【００６０】
表１０において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
即ち、表１０においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面、第１４面、第１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第６面
Ｋ＝０
Ａ４＝−３．８４３９７０Ｅ−０５
Ａ６＝１．２１１９５０Ｅ−０７
Ａ８＝−５．４６６７００Ｅ−０９
Ａ１０＝３．５８９９３０Ｅ−１１
Ａ１２＝５．５７６９１０Ｅ−１３
第７面
Ｋ＝０
Ａ４＝−６．２２９３３０Ｅ−０５
Ａ６＝１．２８９２４０Ｅ−０７
Ａ８＝−９．２６９５５０Ｅ−０９
Ａ１０＝１．０４９６８０Ｅ−１０
【００６１】
第１３面
Ｋ＝０
Ａ４＝４．８３８９１０Ｅ−０６
Ａ６＝−２．８４００７０Ｅ−０７
Ａ８＝８．６９７２２０Ｅ−０９
Ａ１０＝−１．８３６３７０Ｅ−１１
第１４面
Ｋ＝０
Ａ４＝４．６９８３６０Ｅ−０５
Ａ６＝−１．６２７６７０Ｅ−０７
Ａ８＝５．７４２４４０Ｅ−０９
Ａ１０＝２．５６４０７０Ｅ−１１
第１８面
Ｋ＝−１．３７３１１２Ｅ＋００
Ａ４＝１．６６８３６０Ｅ−０５
Ａ６＝１．２６６８３０Ｅ−０７
Ａ８＝−５．１４６７４０Ｅ−０９
Ａ１０＝１．５１８１９０Ｅ−１０
第１９面
Ｋ＝−２．８９５３００Ｅ−０２
Ａ４＝７．２５０６６０Ｅ−０５
Ａ６＝６．９６７７００Ｅ−０７
Ａ８＝−１．６７６３４０Ｅ−０８
Ａ１０＝２．５９１１００Ｅ−１０
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００６２】
【表１１】
0005664969.tif 000013
【００６３】
また、図１４、図１５、図１６に順次、実施例４の広角端、中間焦点距離、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差の各収差図を示す。なお、球面収差の図中の破線は正弦条件、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。また、「ｇ」、「ｄ」はそれぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。
上述した実施例４における条件式（１）〜条件式（６）における各値は、下記の表１２の通りである。
【００６４】
【表１２】
0005664969.tif 000014
【００６５】
上述した実施例４のズームレンズにおいて、先に述べた条件式（１）〜条件式（６）に係るパラメータの値は、いずれも条件式の範囲内にある。
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、物体側、即ち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図１８は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図１９は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。また、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
【００６６】
図１７および図１８に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１０１、光学ファインダ１０２、ストロボ（フラッシュライト）１０３、シャッタボタン１０４、カメラボディ１０５、電源スイッチ１０６、液晶モニタ１０７、操作ボタン１０８、メモリカードスロット１０９およびズームスイッチ１１０等を具備している。更に、図１９に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置（ＣＰＵ）１１１、画像処理装置１１２、受光素子１１３、信号処理装置１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ１０１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１１３とを有しており、撮影レンズ１０１によって結像される被写体（物体）光学像を受光素子１１３によって読み取る。この撮影レンズ１０１として、上述した第１の実施の形態において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。
受光素子１１３の出力は、中央演算装置１１１によって制御される信号処理装置１１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。即ち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像（被写体画像）をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子１１３、信号処理装置１１４およびこれらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１１１等により構成される。
【００６７】
信号処理装置１１４によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１１によって制御される画像処理装置１１２において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に（オンボードで）内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０７には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１１５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１１５に記録した画像は、通信カードスロット（図示していない）に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ１０６を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端（広角端）の配置となっており、ズームスイッチ１１０を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ１０２の光学系も撮影レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
【００６８】
多くの場合、シャッタボタン１０４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ（前述した実施例１〜実施例５に示されるズームレンズ）におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン１０４を更に押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０７に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置には、既に述べた通り、第１の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ１０１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、１、０００万画素〜１，５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置を実現することができる。
また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｇ１    第１レンズ群（正）
Ｇ２    第２レンズ群（負）
Ｇ３    第３レンズ群（負）
Ｇ４    第４レンズ群（正）
Ｇ５    第５レンズ群（正）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１  第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、第９レンズ、第１０レンズ、第１１レンズ
ＡＤ    開口絞り
ＭＦ    平行平板
１０１    撮影レンズ
１０２    光学ファインダ
１０３    ストロボ（フラッシュライト）
１０４    シャッタボタン
１０５    カメラボディ
１０６    電源スイッチ
１０７    液晶モニタ
１０８    操作ボタン
１０９    メモリカードスロット
１１０    ズームスイッチ
１１１    中央演算装置（ＣＰＵ）
１１２    画像処理装置
１１３    受光素子
１１４    信号処理装置
１１５    半導体メモリ
１１６    通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開平３−２２８００８号公報
【特許文献２】特開平１０−４８５１８号公報
【特許文献３】特開平１１−４４８４８号公報
【特許文献４】特開２０００−２８９２３号公報
【特許文献５】特開２０１０−１７５９５４号公報
【図１】
0005664969.tif 000015
【図２】
0005664969.tif 000016
【図３】
0005664969.tif 000017
【図４】
0005664969.tif 000018
【図５】
0005664969.tif 000019
【図６】
0005664969.tif 000020
【図７】
0005664969.tif 000021
【図８】
0005664969.tif 000022
【図９】
0005664969.tif 000023
【図１０】
0005664969.tif 000024
【図１１】
0005664969.tif 000025
【図１２】
0005664969.tif 000026
【図１３】
0005664969.tif 000027
【図１４】
0005664969.tif 000028
【図１５】
0005664969.tif 000029
【図１６】
0005664969.tif 000030
【図１７】
0005664969.tif 000031
【図１８】
0005664969.tif 000032
【図１９】
0005664969.tif 000033