ズームレンズ及び撮像装置
【課題】カメラの厚み方向が薄く、全長が短いながらもＦナンバーの明るさを維持し、更に諸収差が良好に補正されたズームレンズ。
【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、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率、ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【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、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率、ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）を備えたデジタルカメラやビデオカメラ等に好適であり、変倍比が２．５以上で広角端の画角が６０度程度であって、カメラの厚み寸法を薄くすることが可能なズームレンズ、及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳを用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいては、カメラの厚みが薄くできるズームレンズの需要が高まっている。厚みが薄いタイプのカメラには、プリズム等の反射光学素子を用いて光軸を９０度折り曲げる屈曲光学系が多く用いられており、特許公報に開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３４０６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２においては、３群構成と簡素ではあるが、プリズムが厚く広角端のＦナンバーが暗かったり、４群構成でＦナンバーが比較的明るいが、やはりプリズムが厚く光学全長が長かったりし、コンパクト性や明るさを同時に満たすことが困難であった。
【０００５】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、カメラの厚み方向が薄く、全長が短いながらもＦナンバーの明るさを維持し、更に諸収差が良好に補正されたズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
【０００７】
１．撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子と、正レンズと、以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
【０００８】
ｎ１ｎ＞１．９０ （１）
ν１ｎ＜２５ （２）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
２．前記負レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１に記載のズームレンズ。
【０００９】
ｎ１ｎ＞１．９３ （３）
ν１ｎ＜２０ （４）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
正負正正４群構成からなるズームレンズは正レンズ群先行の代表的なレンズタイプであるが、このタイプのズームレンズでは第２レンズ群の移動のみで変倍を行う場合が多い。この方式では単一群のみに変倍負荷がかかり、ズームレンズをコンパクトにしようとすると変倍群のパワーが増大する傾向がある。これにより、ズームレンズの光学性能劣化や誤差感度増加が起こる恐れがある。この光学性能劣化や誤差感度増加を避ける為に、変倍時のレンズ群の移動量を増加させると、今度はズームレンズのコンパクト性が失われてしまう虞がある。
【００１０】
前記１．の構成のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれのレンズ群に変倍機能を分担させることができるので、レンズ群のパワーが大きくなり過ぎたり、変倍時のレンズ群の移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。また、第２レンズ群と第４レンズ群の移動によって変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることができ、コンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００１１】
また、前記１．の構成のように、第１レンズ群内に反射光学素子を配置させ、光路を折り曲げることで、第２レンズ群以降のレンズ群により光路を折り曲げるよりも、カメラの厚み方向を薄くすることができる。
【００１２】
また、第１レンズ群内に負レンズと正レンズを配置することで、第１レンズ群で発生する非点収差や倍率色収差などを小さく押さえることが可能である。
【００１３】
上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。更に、前記２．のように条件式（３），（４）を満たせば、前記効果はより高まる。
【００１４】
３．前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は２に記載のズームレンズ。
【００１５】
３＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜７ （５）
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
４．前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は２に記載のズームレンズ。
【００１６】
４＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜６ （６）
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
上記３、４の構成のように反射光学素子より物体側に負レンズを配置することにより、軸外光線角度を小さくすることができるので、反射光学素子の口径を小さくすることができ、カメラの厚みを薄くすることが可能である。
【００１７】
条件式（５）は、第１レンズ群において、反射光学素子より前に位置する負レンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離ｄＬ１ＰＲと、撮像素子の対角長２Ｙと、広角端におけるレンズ全系の焦点距離ｆＷの関係を規定したものである。条件式（５）の値が下限値以上であれば、広角端の画角に対して、反射光学素子より前に位置する負レンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離が小さ過ぎないので、広角端の前玉径を小さくするために軸外収差補正に無理が生じず、良好な光学性能を保つことができる。条件式（５）の値が上限値以下であれば、カメラの厚み寸法が大きくなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことがない。更に、条件式（６）を満たすと前記効果がより高まる。
【００１８】
５．前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、負レンズとを有することを特徴とする前記１〜４の何れかに記載のズームレンズ。
【００１９】
ｎ２ｐ＞１．９０ （７）
ν２ｐ＜２５ （８）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
上記５．の構成のように、第２レンズ群内に負レンズと正レンズを配置し、正レンズに光屈折率高分散硝材を用いることで、このレンズ群で発生する非点収差や倍率色収差等を小さく抑えることが可能である。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましい。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００２０】
６．撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子を有し、
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
【００２１】
ｎ２ｐ＞１．９０ （７）
ν２ｐ＜２５ （８）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
７．前記正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記６に記載のズームレンズ。
【００２２】
ｎ２ｐ＞１．９３ （９）
ν２ｐ＜２０ （１０）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
前記６．の構成のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれのレンズ群に変倍機能を分担させることができるので、レンズ群のパワーが大きくなり過ぎたり、変倍時のレンズ群の移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。また、第２レンズ群と第４レンズ群の移動によって変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることができ、コンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００２３】
また、上記６．の構成のように、第１レンズ群内に反射光学素子を配置させ、光路を折り曲げることで、第２レンズ群以降のレンズ群により光路を折り曲げるよりも、カメラの厚み方向を薄くすることができる。
【００２４】
また、上記６．の構成のように、第２レンズ群内に負レンズと正レンズを配置し、正レンズに光屈折率高分散硝材を用いることで、このレンズ群で発生する非点収差や倍率色収差等を小さく抑えることが可能である。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましく、更に、条件式（９），（１０）を満たすと前記効果がより高まる。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００２５】
８．前記第１レンズ群は正レンズと以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とする前記６又は７に記載のズームレンズ。
【００２６】
ｎ１ｎ＞１．９０ （１）
ν１ｎ＜２５ （２）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
上記８．の構成のように、第１レンズ群内に負レンズと正レンズを配置することで、第１レンズ群で発生する非点収差や倍率色収差などを小さく押さえることが可能である。
【００２７】
上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。
【００２８】
９．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００２９】
０．４＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜１．０ （１１）
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
１０．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３０】
０．５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０．９ （１２）
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
第２レンズ群の焦点距離が条件式（１１）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１１）の下限値を上回ることで、適度に第２レンズ群の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第２レンズ群の移動量を小さくすることができる。これにより、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１１）の上限値を下回ることで、第２レンズ群の負の屈折力が大きくなり過ぎず、第２レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１２）を満たすと前記効果がより高まる。
【００３１】
１１．前記第３レンズ群は、その近傍に開口絞りが配置され、少なくとも１面に非球面を有し、変倍に際し固定されていることを特徴とする前記１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３２】
開口絞りを本ズームレンズの略中央部にあたる第３レンズ群近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正でき、前玉径と後玉径に大きな差が生じ難くなるため、カメラ厚み方向のレンズユニット形状を平坦にし易く、カメラのレイアウトをし易くしたりする等の利点がある。更に、第３レンズ群付近は撮像素子から充分に離れて位置しているので、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ光学系で要求されるテレセントリック性も充分に確保し易い。
【００３３】
また、第３レンズ群は開口絞り近辺に位置するため、球面収差、コマ収差等への影響が大きいが、このレンズ群に非球面を配置することで、これらの収差を良好に補正することが可能である。特に、Ｆナンバーの明るい光学系にしようとすると、ここを通過する光束径は太くなるが、その際にも非球面による収差補正効果は大きい。
【００３４】
１２．前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されていることを特徴とする前記１〜１１の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３５】
上記１２．の構成のように、第３レンズ群を正レンズ１枚から構成することにより、第３レンズ群の占める体積が小さくて済み、第２レンズ群及び第４レンズ群の変倍時の可動領域を確保し易い。
【００３６】
１３．前記第４レンズ群の最も物体側に位置するレンズは、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする前記１〜１２の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３７】
本発明の光学系では、第３レンズ群を通過した軸上光束は、略平行光となって第４レンズ群に入射しているため、第４レンズ群の最も物体側のレンズ面に非球面を配置することによっても、球面収差等を良好に補正することができる。特に、Ｆナンバーの明るい光学系にしようとすると、ここを通過する光束径は太くなるが、その際にも非球面による収差補正効果は大きい。
【００３８】
１４．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３９】
１．０＜ｆ４／ｆＷ＜２．０ （１３）
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
１５．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４０】
１．２＜ｆ４／ｆＷ＜１．８ （１４）
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
第４レンズ群の焦点距離を条件式（１３）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１３）の値が下限値を上回ることで、第４レンズ群の正の屈折力を適度に維持することができる。これにより、所望のズーム比を得る上で、第４レンズ群の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１３）の値が上限値を下回ることで、第４レンズ群の正の屈折力が大きくなり過ぎず、第４レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１４）を満たすと前記効果がより高まる。
【００４１】
１６．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする前記１〜１５の何れか１項に記載のズームレンズ。上記構成においては、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に第５レンズ群を移動させている。フォーカシングを第２レンズ群や第４レンズ群で行おうとした場合、前者では像側へ、後者では物体側へ群移動を行う必要があるため、特に望遠端では共に第３レンズ群と第２レンズ群や第４レンズ群との空気間隔を確保する必要が生じる。その結果、レンズ系のコンパクト性を維持することが困難になってしまう。一方、第５レンズ群においては、光学全長に影響を与えずに、フォーカシングに必要な空気間隔を得ることが比較的容易であるため、電力消費が少なく、簡略な構造で、コンパクト性に優れたレンズを実現することができる。
【００４２】
１７．前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４３】
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．８ （１５）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
１８．前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４４】
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．５ （１６）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
上記１７、１８の構成では、第５レンズ群が１枚の負レンズのみから構成されており、駆動機構への負荷を最小限に抑えることができる。
【００４５】
第５レンズ群内のレンズを、プラスチックレンズとすることで、非点収差等の補正に効果的な非球面付加が容易となり、また少なくともズーミング時に可動である第５レンズ群を軽量化できるので、駆動機構への負荷を小さく抑えることができる。また、プラスチックレンズは射出成形による大量生産が可能であり、コストダウンにも寄与する。プラスチックレンズは温度変化により屈折率・形状が変化するが、プラスチックレンズの屈折力を条件式（１５）の範囲内に抑えれば、前記屈折率・形状変化による光学性能の変化を小さくすることが可能である。条件式（１６）を満たすことができればより好ましい。
【００４６】
１９．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群をさらに有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４７】
ｆＷ／ｆ６＜０．１５ （１７）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
２０．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群をさらに有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４８】
ｆＷ／ｆ６＜０．１０ （１８）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
上記１９、２０の構成においては、正の第６レンズ群の収斂作用によりズームレンズのテレセントリック性が良好に保てるという利点がある。
【００４９】
また、第６レンズ群においても、プラスチックレンズ１枚で構成することで、レンズユニットの軽量化・ローコスト化に寄与することができる。更に条件式（１７）を満たすことで、温度変化による光学性能の変化を小さく抑えることが可能である。条件式（１８）を満たすことができればより好ましい。
【００５０】
２１．前記１〜２０の何れか１項に記載のズームレンズと、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００５１】
上記構成によれば、上記１〜２０に記載のズームレンズと同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、搭載するカメラの厚み方向が薄くなり、全長が短いながらもＦナンバーの明るさを維持することができ、更に諸収差を良好に補正することができるズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】撮像装置のブロック図である。
【図２】携帯電話機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１における広角端のレンズ構成図である。
【図４】実施例１における広角端の収差図である。
【図５】実施例１における中間焦点距離の収差図である。
【図６】実施例１における望遠端の収差図である。
【図７】実施例２における広角端のレンズ構成図である。
【図８】実施例２における広角端の収差図である。
【図９】実施例２における中間焦点距離の収差図である。
【図１０】実施例２における望遠端の収差図である。
【図１１】実施例３における広角端のレンズ構成図である。
【図１２】実施例３における広角端の収差図である。
【図１３】実施例３における中間焦点距離の収差図である。
【図１４】実施例３における望遠端の収差図である。
【図１５】実施例４における広角端のレンズ構成図である。
【図１６】実施例４における広角端の収差図である。
【図１７】実施例４における中間焦点距離の収差図である。
【図１８】実施例４における望遠端の収差図である。
【図１９】実施例５における広角端のレンズ構成図である。
【図２０】実施例５における広角端の収差図である。
【図２１】実施例５における中間焦点距離の収差図である。
【図２２】実施例５における望遠端の収差図である。
【図２３】実施例６における広角端のレンズ構成図である。
【図２４】実施例６における広角端の収差図である。
【図２５】実施例６における中間焦点距離の収差図である。
【図２６】実施例６における望遠端の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明のズームレンズを搭載した撮像装置の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は撮像装置のブロック図である。
【００５５】
図１において、撮像装置１００は、ズームレンズ１０１、撮像素子１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３、制御部１０４、光学系駆動部１０５、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７、画像メモリ１０８、画像処理部１０９、画像圧縮部１１０、画像記録部１１１、表示部１１２、及び操作部１１３より構成される。
【００５６】
ズームレンズ１０１は、被写体像を撮像素子１０２の撮像面に結像させる機能を有する。
【００５７】
撮像素子１０２は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなり、入射光をＲＧＢ毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。
【００５９】
制御部１０４は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムとＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。
【００６０】
光学系駆動部１０５は、制御部１０４の制御により、変倍、合焦、露出等において、ズームレンズ１０１を駆動制御する。
【００６１】
タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。
【００６２】
撮像素子駆動部１０７は、撮像素子１０２を走査駆動制御する。
【００６３】
画像メモリ１０８は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。
【００６４】
画像処理部１０９は、画像データに各種画像処理を施す。
【００６５】
画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。
【００６６】
画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録する。
【００６７】
表示部１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、及び各種操作画面等を表示する。
【００６８】
操作部１１３は、レリーズボタン及び各種モード等を設定するための各種操作キーを含み、ユーザにより操作入力された情報を制御部１０４に出力する。
【００６９】
ここで、撮像装置１００における動作を説明する。撮影時に、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、ズームレンズ１０１を介して得られた被写体の像が、撮像素子１０２の受光面に結像される。撮像素子１０２は、タイミング発生部１０６及び撮像素子駆動部１０７によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。
【００７０】
このアナログ信号は、ＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びＹ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリ１０８に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、表示部１１２に出力される。
【００７１】
この表示部１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像をリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、ユーザの操作部１１３を介する操作入力に基づいて、光学系駆動部１０５の駆動によりズームレンズ１０１の変倍、合焦、露出等が設定される。
【００７２】
このようなモニタリング状態において、ユーザが操作部１１３のレリーズボタンを操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズボタンの操作に応じて、画像メモリ１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。
【００７３】
なお、上述の撮像装置１００は本発明に好適な撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。
【００７４】
即ち、ズームレンズを搭載した撮像装置としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、撮像機能付の携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等であってもよい。
【００７５】
次に、図２を参照して、撮像装置１００を搭載した携帯電話機３００の例を説明する。図２は携帯電話機の内部構成を示すブロック図である。
【００７６】
携帯電話機３００は、各部を統括的に制御すると共に各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）３１０と、番号等をキーにより操作入力するための操作部３２０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する表示部３３０と、アンテナ３４１を介して外部サーバ等との間の各種情報通信を実現するための無線通信部３４０と、撮像装置１００と、携帯電話機３００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）３６０と、制御部３１０によって実行される各種処理プログラムやデータ、処理データ、若しくは撮像装置１００による撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）３７０とを備えている。
【００７７】
なお、撮像装置１００の制御部１０４と、携帯電話機３００の制御部３１０とは通信可能に接続されており、かかる場合に図１に示す表示部１１２や操作部１１３等の機能を携帯電話機３００側に持たせることができるが、撮像装置１００自体の動作は基本的に同様である。より具体的には、撮像装置１００の外部接続端子（不図示）は、携帯電話機３００の制御部３１０と接続され、携帯電話機３００側から撮像装置１００側にレリーズ信号が送信され、撮像により得られた輝度信号や色差信号等の画像信号は撮像装置１００側から制御部３１０側に出力する。かかる画像信号は、携帯電話機３００の制御系により、記憶部３６０に記憶され、或いは表示部３３０で表示され、更には、無線通信部３４０を介して映像情報として外部に送信されることができる。
【００７８】
その他に、ズームレンズを搭載した撮像装置としては、基板上に実装された撮像素子のみを有し、コネクタ等により制御部、画像処理部及び表示部等を備えた外部機器と接続可能なカメラモジュールであってもよい。
【実施例】
【００７９】
上述した実施の形態に好適なズームレンズの実施例について説明する。但し、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【００８０】
図３、７、１１、１５、１９、２３に、実施例１〜６のズームレンズの構成図を示す。各実施例におけるレンズ構成図において、ズームレンズは広角端にあるものとする。
【００８１】
各実施例におけるレンズ構成図において、Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、Ｌ４は第４レンズ群、Ｌ５は第５レンズ群、Ｌ６は第６レンズ群、Ｓは開口絞り、Ｆｉはローパスフィルターとカバーガラス、Ｐは結像面である。第１レンズ群Ｌ１中のＲｅは反射光学素子である。また、矢印は広角端からの変倍時におけるレンズ群の移動方向を示す。
【００８２】
実施例１、２、４、５、６のズームレンズは正負正正負正の６レンズ群から構成され、変倍時には第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５が物体側へ移動する。
【００８３】
また、実施例３のズームレンズは正負正正負の５レンズ群から構成され、変倍時には第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群が物体側へ移動する。
【００８４】
各実施例のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれの群に変倍機能を分担できるので、群パワーが大きくなり過ぎたり、変倍移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。特に、第２レンズ群Ｌ２の移動量が抑えられることで、第１レンズ群Ｌ１から絞りＳまでの距離が小さくなり、前玉径、ひいてはプリズム径も小さくすることができ、カメラの厚みを薄くすることが可能となる。また、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動による変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることにより、高変倍でありながらコンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００８５】
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力を有し、物体側から順に、負レンズと、光軸を９０度折り曲げる反射光学素子Ｒｅと、正レンズから構成される。
【００８６】
第１レンズ群Ｌ１において、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を持つ反射光学素子Ｒｅとして、プリズムが配置されているが、反射光学素子はこれに限定されるものではなく、例えばミラーであってもよい。反射光学素子をプリズムにより構成することで、反射光学系内を通過する光束径が小さくなり、よってプリズムを小型にでき、カメラの厚みを薄くすることができる。また、プリズムの屈折率を高くすることにより、プリズムを通過する光線高さを低く抑えることができ、やはりカメラの厚みを薄くすることができる。プリズムの前方に負レンズを配置することにより、軸外光線角度を小さくすることができるので、プリズム径を更に小さくすることができ、カメラの厚みも更に薄くすることが可能である。
【００８７】
上記負レンズは条件式（１）、（２）を満たす。上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群Ｌ１内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。更に、条件式（３），（４）を満たせば、前記効果はより高まる。
【００８８】
各実施例のズームレンズは条件式（５）を満たす。条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１において、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離ｄＬ１ＰＲと、撮像素子の対角長２Ｙと、広角端におけるレンズ全系の焦点距離ｆＷの関係を規定したものである。一例として、図３にｄＬ１ＰＲの距離を示す。条件式（５）の下限値以上であれば、広角端の画角に対して、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離が小さ過ぎないので、広角端の前玉径を小さくするために軸外収差補正に無理が生じず、良好な光学性能を保つことができる。条件式（５）の上限値以下であれば、カメラの厚み寸法が大きくなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことがない。更に、条件式（６）を満たすと前記効果がより高まる。
【００８９】
また、各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は負の屈折力を有し、負レンズと、負レンズと正レンズからなる接合レンズとから構成される。
【００９０】
第２レンズ群Ｌ２を、２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成することで、負のパワーを２枚のレンズに分割でき、特に広角時に発生する歪曲収差や非点収差の抑制が可能である。また、負レンズと正レンズを接合させ、正レンズに高屈折率高分散硝材を用い、一方の負レンズに正レンズより屈折率が低く分散の小さい硝材を用いることで、両レンズ間に大きな屈折率差や分散差を与えることができるため、このレンズ群で発生する色収差や単色収差を小さく抑えられ、変倍時のこれら諸収差変動も小さくすることができる。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましく、更に、条件式（９），（１０）を満たすと前記効果がより高まる。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００９１】
第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が条件式（１１）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１１）の下限値を上回ることで、適度に第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第２レンズ群Ｌ２の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１１）の上限値を下回ることで、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が大きくなり過ぎず、第２レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１２）を満たすと前記効果がより高まる。
【００９２】
第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力を有し、正レンズ１枚から構成される。また、第３レンズ群Ｌ３は変倍に際し固定されている。
【００９３】
各実施例においては、第３レンズ群は他のレンズ群に比べてパワーが弱いため、１枚の正レンズのみという簡素な構成でも球面収差、コマ収差、軸上色収差等の発生を小さく抑えられる。従って、第３レンズ群の占める体積が小さくて済み、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の変倍時の可動領域を確保し易い。また、開口絞りＳを本ズームレンズの略中央部にあたる第３レンズ群Ｌ３近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正でき、前玉径と後玉径に大きな差が生じ難くなるため、カメラ厚み方向のレンズユニット形状を平坦にし易く、カメラのレイアウトをし易くしたりする等の利点がある。更に、第３レンズ群Ｌ３付近は撮像素子Ｐから充分に離れて位置しているので、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ光学系で要求されるテレセントリック性も充分に確保し易い。各実施例では、このレンズ群が最も絞りＳに近いため、非球面を用いることにより球面収差やコマ収差等を良好に補正することができる。また、ここを通過する光束は軸上・軸外とも比較的太いため、本ズームレンズ中、レンズ面形状誤差の影響を受け易い箇所となっており、モールド非球面レンズで発生し易い面のうねり誤差（非球面誤差）を十分に小さく抑えておくことが好ましい。第３レンズ群Ｌ３を変倍時固定とすることで、第３レンズ群Ｌ３と絞りＳを一体で移動させずに済み、駆動機構の簡略化が可能となる。
【００９４】
各実施例において第４レンズ群Ｌ４は正の屈折力を有し、条件式（１３）を満たす。
【００９５】
第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を条件式（１３）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１３）の下限値を上回ることで、適度に第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第４レンズ群Ｌ４の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１３）の上限値を下回ることで、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が大きくなり過ぎず、第４レンズ群Ｌ４での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１４）を満たすと前記効果がより高まる。
【００９６】
各実施例においては、第５レンズ群Ｌ５は負の屈折力を有し、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に第５レンズ群を像側へ移動させる。また、第５レンズ群が１枚の負のプラスチックレンズのみから構成されており、駆動機構への負荷を最小限に抑えることができる。もしフォーカシングを第２レンズ群Ｌ２や第４レンズ群Ｌ４で行おうとした場合、前者では像側へ、後者では物体側へ群移動を行う必要があるため、特に望遠端では共に第３レンズ群との空気間隔を確保する必要が生じる。その結果、レンズ系のコンパクト性を維持することが困難になってしまう。一方、第５レンズ群Ｌ５においては、光学全長に影響を与えずに、フォーカシングに必要な空気間隔を得ることが比較的容易であるため、電力消費が少なく、簡略な構造で、コンパクト性に優れたレンズを実現することができる。第５レンズ群内のレンズを、プラスチックレンズとすることで、非点収差等の補正に効果的な非球面付加が容易となり、またズーミング時及びフォーカシング時に可動である第５レンズ群を軽量化できるので、駆動機構への負荷を小さく抑えることができる。また、プラスチックレンズは射出成形による大量生産が可能であり、コストダウンにも寄与する。プラスチックレンズは温度変化により屈折率・形状が変化するが、プラスチックレンズの屈折力を条件式（１５）の範囲内に抑えれば、前記屈折率・形状変化による光学性能の変化を小さくすることが可能である。条件式（１６）を満たすことができればより好ましい。
【００９７】
実施例１、２、４、５、６において、ズームレンズはさらに正の屈折力を有する第６レンズ群Ｌ６を有し、正負正正負正の６群構成を実施している。第６レンズ群Ｌ６は正のプラスチックレンズ１枚から構成される。
【００９８】
正負正正負の５群構成と正負正正負正の６群構成とを比較した場合、後者の方が正の第６レンズ群の収斂作用によりテレセントリック性が良好に保てるという利点がある。
【００９９】
同様に第６レンズ群Ｌ６においても、プラスチック非球面レンズ１枚で構成することで、簡素な構成ながら歪曲収差等を効果的に補正し、またレンズユニットの軽量化・ローコスト化に寄与することができる。更に条件式（１７）を満たすことで、温度変化による光学性能の変化を小さく抑えることが可能である。条件式（１８）を満たすことができればより好ましい。実施例１，２、４、５、６では第６レンズ群はズーミング中に固定なので、撮像素子近辺の密閉性を高め、ゴミや埃等の進入を防ぐ効果がある。
【０１００】
第５レンズ群Ｌ５、第６レンズ群Ｌ６ともプラスチック非球面以外にも、ガラスモールド非球面やガラスと樹脂の複合（ハイブリッド）非球面を用いても良好な光学性能を得ることができる。
【０１０１】
また、各実施例において、赤外カットフィルターを、ローパスフィルター表面にコート処理を施した反射型とすれば、吸収型の赤外カットフィルターガラスを別途挿入する必要がないので、光軸方向の厚みを薄くすることができ、コンパクト性に有利な構成とすることが可能となる。
【０１０２】
また、各実施例においては、特に広角端において負の歪曲収差を比較的大きく発生させることにより、レンズ系のさらなる小型化を達成している。このとき、画像の品位を保つために、電子的な歪曲収差補正を行うことが好ましい。
【０１０３】
以下、各実施例のレンズデータを示す。
【０１０４】
各実施例における各符号の意味は以下の通りである。
【０１０５】
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバー
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
ｄ：レンズ間隔
ｎｄ：ｄ線に対する屈折率
νｄ：アッベ数
２Ｙ：撮像素子の対角線長（固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
＊：非球面
非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸を取り、光軸と垂直方向の高さをｈとして、以下の数１で表す。
【０１０６】
【数１】
【０１０７】
但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
（実施例１）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ ∞ 0.60 1.94595 18.0
２ 17.447 1.08
３ ∞ 7.25 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.178 2.49 1.80139 45.4
６(＊) -18.709 d1(可変)
７ -19.212 0.50 1.90366 31.3
８ 9.863 0.90
９ -26.012 0.50 1.72916 54.7
10 5.918 1.08 1.94595 18.0
11 14.138 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13 14.860 0.90 1.80518 25.4
14 73.122 d3(可変)
15(＊) 6.319 1.43 1.58332 59.3
16(＊) 64.519 0.89
17 14.673 0.55 1.90366 31.3
18 4.378 2.48 1.49700 81.6
19 -8.677 d4(可変)
20(＊) 14.207 0.95 1.60700 27.0
21(＊) 5.404 d5(可変)
22(＊) 9.740 1.60 1.53048 55.7
23(＊) 11.682 1.50
24 ∞ 1.20 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.70736E-04,A6=-1.47541E-06,A8=1.55312E-07,A10=-7.62058E-09
第６面
K=0,A4=-2.11701E-06,A6=2.69375E-06,A8=-4.41401E-08,A10=-3.63105E-09
第15面
K=0,A4=-2.14515E-04,A6=3.53922E-05,A8=-5.45867E-06,A10=3.65419E-07
第16面
K=0,A4=5.43332E-04,A6=3.64851E-05,A8=-6.48052E-06,A10=4.59435E-07
第20面
K=0,A4=8.20665E-04,A6=-2.33247E-05,A8=6.62358E-06,A10=2.58481E-07
第21面
K=0,A4=1.06019E-03,A6=-1.58835E-05,A8=-5.54102E-07,A10=1.23587E-06
第22面
K=0,A4=-1.96443E-03,A6=1.98594E-04,A8=-2.04302E-05,A10=9.87164E-07,
A12=-1.45318E-08
第23面
K=0,A4=-4.11467E-03,A6=3.07054E-04,A8=-2.69047E-05,A10=1.21210E-06,
A12=-1.73429E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.84 11.50 19.52
Ｆナンバー 4.01 4.66 5.59
半画角 29.7 18.8 11.3
像高 3.32 3.70 3.76
レンズ全長 44.27 44.25 44.27
バックフォーカス 4.10 4.08 4.10
ｄ１ 0.450 2.426 4.085
ｄ２ 5.017 3.041 1.382
ｄ３ 4.485 2.599 0.500
ｄ４ 3.269 3.435 3.000
ｄ５ 2.619 4.339 6.873
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 11.06
２ ７ -4.71
３ 13 23.00
４ 15 9.86
５ 20 -14.98
６ 22 85.92
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１０８】
広角 中間 望遠
ｆ 6.84 11.50 19.52
ピント移動量 -0.027 -0.039 -0.061
また、図３は広角端におけるレンズ構成図、図４は広角端における収差図、図５は中間焦点距離における収差図、図６は望遠端における収差図である。
【０１０９】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例２）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ ∞ 0.60 1.94595 18.0
２ 17.450 1.08
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.212 2.45 1.80139 45.4
６(＊) -19.301 d1(可変)
７ -19.930 0.50 1.90366 31.3
８ 9.774 0.92
９ -24.206 0.50 1.72916 54.7
10 5.522 1.16 1.94595 18.0
11 14.450 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13(＊) 10.943 0.90 1.80892 40.5
14 25.943 d3(可変)
15(＊) 8.620 1.18 1.58313 59.4
16 -95.693 1.24
17 12.190 0.55 1.90366 31.3
18 4.705 2.10 1.49700 81.6
19 -10.199 d4(可変)
20(＊) 10.665 0.95 1.60700 27.0
21(＊) 4.834 d5(可変)
22(＊) 10.946 1.54 1.53048 55.7
23(＊) 12.692 2.82
24 ∞ 1.10 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.79454E-04,A6=-4.53630E-06,A8=5.85513E-07,A10=-2.46516E-08,
A12=4.01958E-10
第６面
K=0,A4=-6.34659E-06,A6=-5.68418E-06,A8=1.19784E-06,A10=-6.70188E-08,
A12=1.34680E-09
第13面
K=0,A4=-1.59570E-04,A6=3.28915E-05,A8=-1.19704E-05,A10=1.29497E-06
第15面
K=0,A4=-4.29528E-04,A6=-5.87287E-06,A8=3.90181E-06,A10=-4.27847E-07
第20面
K=0,A4=3.45535E-04,A6=7.80149E-05,A8=-1.23397E-05,A10=1.51306E-06
第21面
K=0,A4=3.38841E-04,A6=1.19397E-04,A8=-2.88552E-05,A10=3.14864E-06
第22面
K=0,A4=-2.98757E-03,A6=2.95357E-04,A8=-2.68969E-05,A10=1.63830E-06,
A12=-3.59111E-08
第23面
K=0,A4=-5.68030E-03,A6=4.81696E-04,A8=-4.11415E-05,A10=2.32371E-06,
A12=-4.76451E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.54 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.76 5.63
半画角 29.6 18.7 11.3
像高 3.32 3.70 3.78
レンズ全長 44.30 44.28 44.30
バックフォーカス 4.12 4.10 4.12
ｄ１ 0.450 2.385 4.141
ｄ２ 5.070 3.135 1.379
ｄ３ 4.512 2.463 0.500
ｄ４ 3.282 3.333 3.018
ｄ５ 2.809 4.807 7.085
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 11.30
２ ７ -4.78
３ 13 22.79
４ 15 9.84
５ 20 -15.52
６ 22 114.92
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１０】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.54 19.57
ピント移動量 0.005 -0.012 -0.033
また、図７は広角端におけるレンズ構成図、図８は広角端における収差図、図９は中間焦点距離における収差図、図１０は望遠端における収差図である。
【０１１１】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例３）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -31.051 0.60 1.94595 18.0
２ 38.191 0.57
３ ∞ 7.25 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.772 2.68 1.80139 45.4
６(＊) -15.869 d1(可変)
７ -17.080 0.50 1.90366 31.3
８ 9.873 0.75
９ -16.080 0.50 1.72916 54.7
10 5.890 1.21 1.94595 18.0
11 19.710 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13(＊) 12.112 1.28 1.69350 53.2
14(＊) 103.878 d3(可変)
15(＊) 7.244 2.79 1.58332 59.3
16(＊) -20.372 0.66
17 153.686 0.55 1.90366 31.3
18 5.506 1.85 1.49700 81.6
19 -8.596 d4(可変)
20(＊) -143.316 1.67 1.53048 55.7
21(＊) 11.262 d5(可変)
22 ∞ 1.20 1.51633 64.2
23 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-9.60158E-05,A6=1.72395E-06,A8=-1.13804E-07,A10=2.01990E-09
第６面
K=0,A4=1.61581E-04,A6=2.84909E-06,A8=-2.22540E-07,A10=4.75485E-09
第13面
K=0,A4=7.78907E-04,A6=-3.78182E-05,A8=1.78935E-05,A10=-1.64883E-06
第14面
K=0,A4=9.68317E-04,A6=-5.32543E-05,A8=2.27607E-05,A10=-1.86224E-06
第15面
K=0,A4=-2.62866E-04,A6=-5.04618E-06,A8=-1.28224E-07,A10=1.55000E-07
第16面
K=0,A4=4.24610E-04,A6=4.38495E-05,A8=-1.32002E-05,A10=1.35719E-06
第20面
K=0,A4=9.97729E-04,A6=1.43661E-04,A8=-2.00891E-05,A10=1.70862E-06
第21面
K=0,A4=1.18287E-03,A6=1.84810E-04,A8=-2.59074E-05,A10=2.48461E-06
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.84 11.50 19.52
Ｆナンバー 4.01 4.61 5.61
半画角 29.7 18.8 11.3
像高 3.32 3.87 4.03
レンズ全長 43.83 43.83 43.83
バックフォーカス 5.75 7.92 11.89
ｄ１ 0.500 2.484 4.035
ｄ２ 4.931 2.947 1.397
ｄ３ 4.640 2.894 0.500
ｄ４ 4.003 3.580 2.000
ｄ５ 4.356 6.525 10.500
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 10.78
２ ７ -4.66
３ 13 19.66
４ 15 10.67
５ 20 -19.61
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１２】
広角 中間 望遠
ｆ 6.84 11.50 19.52
ピント移動量 -0.015 -0.025 -0.051
また、図１１は広角端におけるレンズ構成図、図１２は広角端における収差図、図１３は中間焦点距離における収差図、図１４は望遠端における収差図である。
【０１１３】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例４）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ 45.294 0.60 2.14350 17.8
２ 14.737 1.38
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.730 2.12 1.80139 45.4
６(＊) -40.551 d1(可変)
７ -37.715 0.50 1.90366 31.3
８ 7.535 1.13
９ -24.873 0.50 1.72916 54.7
10 9.249 1.00 2.14350 17.8
11 32.789 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 8.805 0.90 1.80892 40.5
14 16.182 d3(可変)
15(＊) 6.932 1.29 1.58313 59.4
16 2909.424 1.65
17 9.206 0.51 1.90366 31.3
18 3.827 2.00 1.49700 81.6
19 -15.871 d4(可変)
20(＊) -123.033 1.23 1.60700 27.0
21(＊) 9.107 d5(可変)
22(＊) 13.630 1.59 1.53048 55.7
23(＊) 16.844 2.93
24 ∞ 0.84 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.08007E-04,A6=-5.87970E-06,A8=5.77649E-07,A10=-2.94665E-08,
A12=3.70983E-10
第６面
K=0,A4=-3.56499E-05,A6=-6.87056E-06,A8=9.18136E-07,A10=-5.49404E-08,
A12=9.83355E-10
第13面
K=0,A4=-1.82051E-04,A6=-2.67038E-06,A8=4.23975E-07,A10=-6.60600E-08
第15面
K=0,A4=-2.49413E-04,A6=4.70675E-07,A8=-4.82434E-07,A10=6.48394E-08
第20面
K=0,A4=-1.59508E-03,A6=1.78728E-05,A8=-5.53224E-06,A10=1.77901E-06
第21面
K=0,A4=-7.20235E-04,A6=5.98285E-05,A8=-1.60392E-05,A10=1.92352E-06
第22面
K=0,A4=-1.57926E-03,A6=3.74602E-04,A8=-3.42983E-05,A10=1.77168E-06,
A12=-4.76967E-08
第23面
K=0,A4=-4.23329E-03,A6=4.63625E-04,A8=-3.61759E-05,A10=1.68228E-06,
A12=-4.32667E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.41 3.62 3.68
レンズ全長 44.40 44.40 44.40
バックフォーカス 4.07 4.08 4.08
ｄ１ 0.450 3.260 5.537
ｄ２ 6.387 3.577 1.300
ｄ３ 4.605 2.669 0.500
ｄ４ 2.084 2.893 4.057
ｄ５ 2.760 3.887 4.892
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 16.51
２ ７ -5.92
３ 13 22.64
４ 15 9.79
５ 20 -13.92
６ 22 114.99
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１４】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.035 -0.044 -0.053
また、図１６は広角端における収差図、図１７は中間焦点距離における収差図、図１８は望遠端における収差図である。
【０１１５】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例５）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -63.201 0.60 1.90681 21.2
２ 23.245 0.84
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 12.736 2.31 1.80139 45.4
６(＊) -22.156 d1(可変)
７ -44.307 0.50 1.90366 31.3
８ 7.549 1.28
９ -12.799 0.50 1.72916 54.7
10 8.085 1.23 1.90681 21.2
11 -937.000 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 11.203 0.92 1.80892 40.5
14 31.415 d3(可変)
15(＊) 7.081 1.23 1.58313 59.4
16 119.136 1.16
17 11.573 0.50 1.90366 31.3
18 4.374 1.88 1.49700 81.6
19 -15.916 d4(可変)
20(＊) 8.383 0.90 1.60700 27.0
21(＊) 4.642 d5(可変)
22(＊) 9.112 1.59 1.53048 55.7
23(＊) 10.062 2.84
24 ∞ 0.85 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.00612E-04,A6=-5.65833E-06,A8=6.71358E-07,A10=-3.13811E-08,
A12=5.28309E-10
第６面
K=0,A4=3.10282E-05,A6=-6.37579E-06,A8=9.60967E-07,A10=-5.17969E-08,
A12=9.91337E-10
第13面
K=0,
A4=-1.16542E-04,A6=-5.86821E-06,A8=1.27237E-06,A10=-1.54113E-07
第15面
K=0,A4=-3.29922E-04,A6=7.12583E-06,A8=-1.35164E-06,A10=1.33919E-07
第20面
K=0,A4=-3.00500E-04,A6=2.34037E-05,A8=-1.45128E-05,A10=1.92611E-06
第21面
K=0,A4=-3.41301E-04,A6=6.74802E-05,A8=-3.29495E-05,A10=3.53626E-06
第22面
K=0,A4=-3.23229E-03,A6=3.54187E-04,A8=-3.02748E-05,A10=1.57904E-06,
A12=-3.82727E-08
第23面
K=0,A4=-5.88641E-03,A6=5.07681E-04,A8=-4.02984E-05,A10=1.96042E-06,
A12=-4.37830E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.42 3.74 3.80
レンズ全長 44.39 44.38 44.39
バックフォーカス 4.00 3.99 4.01
ｄ１ 0.450 2.909 5.012
ｄ２ 5.769 3.310 1.207
ｄ３ 5.035 2.840 0.500
ｄ４ 2.523 2.878 3.161
ｄ５ 3.526 5.365 7.423
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 14.06
２ ７ -5.57
３ 13 21.10
４ 15 10.96
５ 20 -18.85
６ 22 115.00
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１６】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.023 -0.034 -0.048
また、図２０は広角端における収差図、図２１は中間焦点距離における収差図、図２２は望遠端における収差図である。
【０１１７】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例６）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -40.544 0.60 1.92110 22.4
２ 29.995 0.69
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 13.820 2.32 1.80139 45.4
６(＊) -19.944 d1(可変)
７ -41.166 0.50 1.90366 31.3
８ 7.616 1.30
９ -12.754 0.50 1.72916 54.7
10 8.089 1.27 1.92110 22.4
11 -180.221 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 10.571 0.93 1.80892 40.5
14 28.627 d3(可変)
15(＊) 7.369 1.24 1.58313 59.4
16 -244.489 0.87
17 12.582 0.50 1.90366 31.3
18 4.284 1.85 1.49700 81.6
19 -21.061 d4(可変)
20(＊) 5.218 0.89 1.60700 27.0
21(＊) 3.556 d5(可変)
22(＊) 11.492 1.83 1.53048 55.7
23(＊) 13.377 2.47
24 ∞ 0.78 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.06012E-04,A6=-5.40796E-06,A8=7.12809E-07,A10=-3.23538E-08,
A12=5.97394E-10
第６面
K=0,A4=2.74851E-05,A6=-5.88210E-06,A8=9.66924E-07,A10=-4.98151E-08,
A12=9.83116E-10
第13面
K=0,A4=-1.28727E-04,A6=-5.95887E-06,A8=1.12441E-06,A10=-1.28753E-07
第15面
K=0,A4=-3.18593E-04,A6=9.83999E-06,A8=-1.43800E-06,A10=1.37381E-07
第20面
K=0,A4=3.26510E-04,A6=6.85861E-06,A8=-1.64181E-05,A10=1.89533E-06
第21面
K=0,A4=-2.46990E-04,A6=1.19056E-06,A8=-4.31224E-05,A10=3.70871E-06
第22面
K=0,A4=-3.52353E-03,A6=3.39536E-04,A8=-3.09308E-05,A10=1.66310E-06,
A12=-3.65145E-08
第23面
K=0,A4=-6.55134E-03,A6=5.13038E-04,A8=-3.99815E-05,A10=1.91978E-06,
A12=-3.80232E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.42 3.81 3.87
レンズ全長 44.42 44.40 44.42
バックフォーカス 3.58 3.56 3.58
ｄ１ 0.450 2.962 5.170
ｄ２ 5.913 3.401 1.193
ｄ３ 5.232 2.918 0.500
ｄ４ 3.010 3.051 3.000
ｄ５ 3.314 5.587 8.056
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 14.38
２ ７ -5.79
３ 13 20.25
４ 15 12.11
５ 20 -23.03
６ 22 115.01
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１８】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.014 -0.023 -0.035
また、図２４は広角端における収差図、図２５は中間焦点距離における収差図、図２６は望遠端における収差図である。
【０１１９】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
【０１２０】
実施例１〜６の各条件式に対応する値を以下に示す。
【０１２１】
【表１】
【符号の説明】
【０１２２】
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
Ｒｅ 反射光学素子
Ｓ 開口絞り
Ｆｉ ローパスフィルターとカバーガラス
Ｐ 結像面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）を備えたデジタルカメラやビデオカメラ等に好適であり、変倍比が２．５以上で広角端の画角が６０度程度であって、カメラの厚み寸法を薄くすることが可能なズームレンズ、及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳを用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいては、カメラの厚みが薄くできるズームレンズの需要が高まっている。厚みが薄いタイプのカメラには、プリズム等の反射光学素子を用いて光軸を９０度折り曲げる屈曲光学系が多く用いられており、特許公報に開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３４０６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２においては、３群構成と簡素ではあるが、プリズムが厚く広角端のＦナンバーが暗かったり、４群構成でＦナンバーが比較的明るいが、やはりプリズムが厚く光学全長が長かったりし、コンパクト性や明るさを同時に満たすことが困難であった。
【０００５】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、カメラの厚み方向が薄く、全長が短いながらもＦナンバーの明るさを維持し、更に諸収差が良好に補正されたズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
【０００７】
１．撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子と、正レンズと、以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
【０００８】
ｎ１ｎ＞１．９０ （１）
ν１ｎ＜２５ （２）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
２．前記負レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１に記載のズームレンズ。
【０００９】
ｎ１ｎ＞１．９３ （３）
ν１ｎ＜２０ （４）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
正負正正４群構成からなるズームレンズは正レンズ群先行の代表的なレンズタイプであるが、このタイプのズームレンズでは第２レンズ群の移動のみで変倍を行う場合が多い。この方式では単一群のみに変倍負荷がかかり、ズームレンズをコンパクトにしようとすると変倍群のパワーが増大する傾向がある。これにより、ズームレンズの光学性能劣化や誤差感度増加が起こる恐れがある。この光学性能劣化や誤差感度増加を避ける為に、変倍時のレンズ群の移動量を増加させると、今度はズームレンズのコンパクト性が失われてしまう虞がある。
【００１０】
前記１．の構成のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれのレンズ群に変倍機能を分担させることができるので、レンズ群のパワーが大きくなり過ぎたり、変倍時のレンズ群の移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。また、第２レンズ群と第４レンズ群の移動によって変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることができ、コンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００１１】
また、前記１．の構成のように、第１レンズ群内に反射光学素子を配置させ、光路を折り曲げることで、第２レンズ群以降のレンズ群により光路を折り曲げるよりも、カメラの厚み方向を薄くすることができる。
【００１２】
また、第１レンズ群内に負レンズと正レンズを配置することで、第１レンズ群で発生する非点収差や倍率色収差などを小さく押さえることが可能である。
【００１３】
上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。更に、前記２．のように条件式（３），（４）を満たせば、前記効果はより高まる。
【００１４】
３．前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は２に記載のズームレンズ。
【００１５】
３＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜７ （５）
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
４．前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は２に記載のズームレンズ。
【００１６】
４＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜６ （６）
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
上記３、４の構成のように反射光学素子より物体側に負レンズを配置することにより、軸外光線角度を小さくすることができるので、反射光学素子の口径を小さくすることができ、カメラの厚みを薄くすることが可能である。
【００１７】
条件式（５）は、第１レンズ群において、反射光学素子より前に位置する負レンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離ｄＬ１ＰＲと、撮像素子の対角長２Ｙと、広角端におけるレンズ全系の焦点距離ｆＷの関係を規定したものである。条件式（５）の値が下限値以上であれば、広角端の画角に対して、反射光学素子より前に位置する負レンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離が小さ過ぎないので、広角端の前玉径を小さくするために軸外収差補正に無理が生じず、良好な光学性能を保つことができる。条件式（５）の値が上限値以下であれば、カメラの厚み寸法が大きくなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことがない。更に、条件式（６）を満たすと前記効果がより高まる。
【００１８】
５．前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、負レンズとを有することを特徴とする前記１〜４の何れかに記載のズームレンズ。
【００１９】
ｎ２ｐ＞１．９０ （７）
ν２ｐ＜２５ （８）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
上記５．の構成のように、第２レンズ群内に負レンズと正レンズを配置し、正レンズに光屈折率高分散硝材を用いることで、このレンズ群で発生する非点収差や倍率色収差等を小さく抑えることが可能である。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましい。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００２０】
６．撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子を有し、
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
【００２１】
ｎ２ｐ＞１．９０ （７）
ν２ｐ＜２５ （８）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
７．前記正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記６に記載のズームレンズ。
【００２２】
ｎ２ｐ＞１．９３ （９）
ν２ｐ＜２０ （１０）
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
前記６．の構成のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれのレンズ群に変倍機能を分担させることができるので、レンズ群のパワーが大きくなり過ぎたり、変倍時のレンズ群の移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。また、第２レンズ群と第４レンズ群の移動によって変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることができ、コンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００２３】
また、上記６．の構成のように、第１レンズ群内に反射光学素子を配置させ、光路を折り曲げることで、第２レンズ群以降のレンズ群により光路を折り曲げるよりも、カメラの厚み方向を薄くすることができる。
【００２４】
また、上記６．の構成のように、第２レンズ群内に負レンズと正レンズを配置し、正レンズに光屈折率高分散硝材を用いることで、このレンズ群で発生する非点収差や倍率色収差等を小さく抑えることが可能である。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましく、更に、条件式（９），（１０）を満たすと前記効果がより高まる。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００２５】
８．前記第１レンズ群は正レンズと以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とする前記６又は７に記載のズームレンズ。
【００２６】
ｎ１ｎ＞１．９０ （１）
ν１ｎ＜２５ （２）
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
上記８．の構成のように、第１レンズ群内に負レンズと正レンズを配置することで、第１レンズ群で発生する非点収差や倍率色収差などを小さく押さえることが可能である。
【００２７】
上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。
【００２８】
９．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００２９】
０．４＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜１．０ （１１）
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
１０．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３０】
０．５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０．９ （１２）
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
第２レンズ群の焦点距離が条件式（１１）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１１）の下限値を上回ることで、適度に第２レンズ群の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第２レンズ群の移動量を小さくすることができる。これにより、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１１）の上限値を下回ることで、第２レンズ群の負の屈折力が大きくなり過ぎず、第２レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１２）を満たすと前記効果がより高まる。
【００３１】
１１．前記第３レンズ群は、その近傍に開口絞りが配置され、少なくとも１面に非球面を有し、変倍に際し固定されていることを特徴とする前記１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３２】
開口絞りを本ズームレンズの略中央部にあたる第３レンズ群近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正でき、前玉径と後玉径に大きな差が生じ難くなるため、カメラ厚み方向のレンズユニット形状を平坦にし易く、カメラのレイアウトをし易くしたりする等の利点がある。更に、第３レンズ群付近は撮像素子から充分に離れて位置しているので、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ光学系で要求されるテレセントリック性も充分に確保し易い。
【００３３】
また、第３レンズ群は開口絞り近辺に位置するため、球面収差、コマ収差等への影響が大きいが、このレンズ群に非球面を配置することで、これらの収差を良好に補正することが可能である。特に、Ｆナンバーの明るい光学系にしようとすると、ここを通過する光束径は太くなるが、その際にも非球面による収差補正効果は大きい。
【００３４】
１２．前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されていることを特徴とする前記１〜１１の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３５】
上記１２．の構成のように、第３レンズ群を正レンズ１枚から構成することにより、第３レンズ群の占める体積が小さくて済み、第２レンズ群及び第４レンズ群の変倍時の可動領域を確保し易い。
【００３６】
１３．前記第４レンズ群の最も物体側に位置するレンズは、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする前記１〜１２の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３７】
本発明の光学系では、第３レンズ群を通過した軸上光束は、略平行光となって第４レンズ群に入射しているため、第４レンズ群の最も物体側のレンズ面に非球面を配置することによっても、球面収差等を良好に補正することができる。特に、Ｆナンバーの明るい光学系にしようとすると、ここを通過する光束径は太くなるが、その際にも非球面による収差補正効果は大きい。
【００３８】
１４．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００３９】
１．０＜ｆ４／ｆＷ＜２．０ （１３）
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
１５．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４０】
１．２＜ｆ４／ｆＷ＜１．８ （１４）
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
第４レンズ群の焦点距離を条件式（１３）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１３）の値が下限値を上回ることで、第４レンズ群の正の屈折力を適度に維持することができる。これにより、所望のズーム比を得る上で、第４レンズ群の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１３）の値が上限値を下回ることで、第４レンズ群の正の屈折力が大きくなり過ぎず、第４レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１４）を満たすと前記効果がより高まる。
【００４１】
１６．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする前記１〜１５の何れか１項に記載のズームレンズ。上記構成においては、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に第５レンズ群を移動させている。フォーカシングを第２レンズ群や第４レンズ群で行おうとした場合、前者では像側へ、後者では物体側へ群移動を行う必要があるため、特に望遠端では共に第３レンズ群と第２レンズ群や第４レンズ群との空気間隔を確保する必要が生じる。その結果、レンズ系のコンパクト性を維持することが困難になってしまう。一方、第５レンズ群においては、光学全長に影響を与えずに、フォーカシングに必要な空気間隔を得ることが比較的容易であるため、電力消費が少なく、簡略な構造で、コンパクト性に優れたレンズを実現することができる。
【００４２】
１７．前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４３】
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．８ （１５）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
１８．前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４４】
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．５ （１６）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
上記１７、１８の構成では、第５レンズ群が１枚の負レンズのみから構成されており、駆動機構への負荷を最小限に抑えることができる。
【００４５】
第５レンズ群内のレンズを、プラスチックレンズとすることで、非点収差等の補正に効果的な非球面付加が容易となり、また少なくともズーミング時に可動である第５レンズ群を軽量化できるので、駆動機構への負荷を小さく抑えることができる。また、プラスチックレンズは射出成形による大量生産が可能であり、コストダウンにも寄与する。プラスチックレンズは温度変化により屈折率・形状が変化するが、プラスチックレンズの屈折力を条件式（１５）の範囲内に抑えれば、前記屈折率・形状変化による光学性能の変化を小さくすることが可能である。条件式（１６）を満たすことができればより好ましい。
【００４６】
１９．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群をさらに有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４７】
ｆＷ／ｆ６＜０．１５ （１７）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
２０．前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群をさらに有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【００４８】
ｆＷ／ｆ６＜０．１０ （１８）
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
上記１９、２０の構成においては、正の第６レンズ群の収斂作用によりズームレンズのテレセントリック性が良好に保てるという利点がある。
【００４９】
また、第６レンズ群においても、プラスチックレンズ１枚で構成することで、レンズユニットの軽量化・ローコスト化に寄与することができる。更に条件式（１７）を満たすことで、温度変化による光学性能の変化を小さく抑えることが可能である。条件式（１８）を満たすことができればより好ましい。
【００５０】
２１．前記１〜２０の何れか１項に記載のズームレンズと、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００５１】
上記構成によれば、上記１〜２０に記載のズームレンズと同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、搭載するカメラの厚み方向が薄くなり、全長が短いながらもＦナンバーの明るさを維持することができ、更に諸収差を良好に補正することができるズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】撮像装置のブロック図である。
【図２】携帯電話機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１における広角端のレンズ構成図である。
【図４】実施例１における広角端の収差図である。
【図５】実施例１における中間焦点距離の収差図である。
【図６】実施例１における望遠端の収差図である。
【図７】実施例２における広角端のレンズ構成図である。
【図８】実施例２における広角端の収差図である。
【図９】実施例２における中間焦点距離の収差図である。
【図１０】実施例２における望遠端の収差図である。
【図１１】実施例３における広角端のレンズ構成図である。
【図１２】実施例３における広角端の収差図である。
【図１３】実施例３における中間焦点距離の収差図である。
【図１４】実施例３における望遠端の収差図である。
【図１５】実施例４における広角端のレンズ構成図である。
【図１６】実施例４における広角端の収差図である。
【図１７】実施例４における中間焦点距離の収差図である。
【図１８】実施例４における望遠端の収差図である。
【図１９】実施例５における広角端のレンズ構成図である。
【図２０】実施例５における広角端の収差図である。
【図２１】実施例５における中間焦点距離の収差図である。
【図２２】実施例５における望遠端の収差図である。
【図２３】実施例６における広角端のレンズ構成図である。
【図２４】実施例６における広角端の収差図である。
【図２５】実施例６における中間焦点距離の収差図である。
【図２６】実施例６における望遠端の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明のズームレンズを搭載した撮像装置の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は撮像装置のブロック図である。
【００５５】
図１において、撮像装置１００は、ズームレンズ１０１、撮像素子１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３、制御部１０４、光学系駆動部１０５、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７、画像メモリ１０８、画像処理部１０９、画像圧縮部１１０、画像記録部１１１、表示部１１２、及び操作部１１３より構成される。
【００５６】
ズームレンズ１０１は、被写体像を撮像素子１０２の撮像面に結像させる機能を有する。
【００５７】
撮像素子１０２は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなり、入射光をＲＧＢ毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。
【００５９】
制御部１０４は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムとＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。
【００６０】
光学系駆動部１０５は、制御部１０４の制御により、変倍、合焦、露出等において、ズームレンズ１０１を駆動制御する。
【００６１】
タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。
【００６２】
撮像素子駆動部１０７は、撮像素子１０２を走査駆動制御する。
【００６３】
画像メモリ１０８は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。
【００６４】
画像処理部１０９は、画像データに各種画像処理を施す。
【００６５】
画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。
【００６６】
画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録する。
【００６７】
表示部１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、及び各種操作画面等を表示する。
【００６８】
操作部１１３は、レリーズボタン及び各種モード等を設定するための各種操作キーを含み、ユーザにより操作入力された情報を制御部１０４に出力する。
【００６９】
ここで、撮像装置１００における動作を説明する。撮影時に、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、ズームレンズ１０１を介して得られた被写体の像が、撮像素子１０２の受光面に結像される。撮像素子１０２は、タイミング発生部１０６及び撮像素子駆動部１０７によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。
【００７０】
このアナログ信号は、ＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びＹ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリ１０８に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、表示部１１２に出力される。
【００７１】
この表示部１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像をリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、ユーザの操作部１１３を介する操作入力に基づいて、光学系駆動部１０５の駆動によりズームレンズ１０１の変倍、合焦、露出等が設定される。
【００７２】
このようなモニタリング状態において、ユーザが操作部１１３のレリーズボタンを操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズボタンの操作に応じて、画像メモリ１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。
【００７３】
なお、上述の撮像装置１００は本発明に好適な撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。
【００７４】
即ち、ズームレンズを搭載した撮像装置としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、撮像機能付の携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等であってもよい。
【００７５】
次に、図２を参照して、撮像装置１００を搭載した携帯電話機３００の例を説明する。図２は携帯電話機の内部構成を示すブロック図である。
【００７６】
携帯電話機３００は、各部を統括的に制御すると共に各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）３１０と、番号等をキーにより操作入力するための操作部３２０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する表示部３３０と、アンテナ３４１を介して外部サーバ等との間の各種情報通信を実現するための無線通信部３４０と、撮像装置１００と、携帯電話機３００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）３６０と、制御部３１０によって実行される各種処理プログラムやデータ、処理データ、若しくは撮像装置１００による撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）３７０とを備えている。
【００７７】
なお、撮像装置１００の制御部１０４と、携帯電話機３００の制御部３１０とは通信可能に接続されており、かかる場合に図１に示す表示部１１２や操作部１１３等の機能を携帯電話機３００側に持たせることができるが、撮像装置１００自体の動作は基本的に同様である。より具体的には、撮像装置１００の外部接続端子（不図示）は、携帯電話機３００の制御部３１０と接続され、携帯電話機３００側から撮像装置１００側にレリーズ信号が送信され、撮像により得られた輝度信号や色差信号等の画像信号は撮像装置１００側から制御部３１０側に出力する。かかる画像信号は、携帯電話機３００の制御系により、記憶部３６０に記憶され、或いは表示部３３０で表示され、更には、無線通信部３４０を介して映像情報として外部に送信されることができる。
【００７８】
その他に、ズームレンズを搭載した撮像装置としては、基板上に実装された撮像素子のみを有し、コネクタ等により制御部、画像処理部及び表示部等を備えた外部機器と接続可能なカメラモジュールであってもよい。
【実施例】
【００７９】
上述した実施の形態に好適なズームレンズの実施例について説明する。但し、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【００８０】
図３、７、１１、１５、１９、２３に、実施例１〜６のズームレンズの構成図を示す。各実施例におけるレンズ構成図において、ズームレンズは広角端にあるものとする。
【００８１】
各実施例におけるレンズ構成図において、Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、Ｌ４は第４レンズ群、Ｌ５は第５レンズ群、Ｌ６は第６レンズ群、Ｓは開口絞り、Ｆｉはローパスフィルターとカバーガラス、Ｐは結像面である。第１レンズ群Ｌ１中のＲｅは反射光学素子である。また、矢印は広角端からの変倍時におけるレンズ群の移動方向を示す。
【００８２】
実施例１、２、４、５、６のズームレンズは正負正正負正の６レンズ群から構成され、変倍時には第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５が物体側へ移動する。
【００８３】
また、実施例３のズームレンズは正負正正負の５レンズ群から構成され、変倍時には第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群が物体側へ移動する。
【００８４】
各実施例のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれの群に変倍機能を分担できるので、群パワーが大きくなり過ぎたり、変倍移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立させることが可能である。特に、第２レンズ群Ｌ２の移動量が抑えられることで、第１レンズ群Ｌ１から絞りＳまでの距離が小さくなり、前玉径、ひいてはプリズム径も小さくすることができ、カメラの厚みを薄くすることが可能となる。また、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動による変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることにより、高変倍でありながらコンパクト且つ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。
【００８５】
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力を有し、物体側から順に、負レンズと、光軸を９０度折り曲げる反射光学素子Ｒｅと、正レンズから構成される。
【００８６】
第１レンズ群Ｌ１において、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を持つ反射光学素子Ｒｅとして、プリズムが配置されているが、反射光学素子はこれに限定されるものではなく、例えばミラーであってもよい。反射光学素子をプリズムにより構成することで、反射光学系内を通過する光束径が小さくなり、よってプリズムを小型にでき、カメラの厚みを薄くすることができる。また、プリズムの屈折率を高くすることにより、プリズムを通過する光線高さを低く抑えることができ、やはりカメラの厚みを薄くすることができる。プリズムの前方に負レンズを配置することにより、軸外光線角度を小さくすることができるので、プリズム径を更に小さくすることができ、カメラの厚みも更に薄くすることが可能である。
【００８７】
上記負レンズは条件式（１）、（２）を満たす。上記負レンズを、条件式（１）を満たすようにすれば、比較的緩い曲率半径で所望の負の屈折力を得ることができるため、歪曲収差等の発生を小さく抑えることができたり、前玉径を小さくしたりすることが可能である。また、第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力を有するため、条件式（２）のように、このレンズ群内の負レンズに比較的大きい色分散を持たせることで、第１レンズ群Ｌ１内の色消しが効果的に行われ、良好な光学性能を得ることができる。更に、条件式（３），（４）を満たせば、前記効果はより高まる。
【００８８】
各実施例のズームレンズは条件式（５）を満たす。条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１において、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離ｄＬ１ＰＲと、撮像素子の対角長２Ｙと、広角端におけるレンズ全系の焦点距離ｆＷの関係を規定したものである。一例として、図３にｄＬ１ＰＲの距離を示す。条件式（５）の下限値以上であれば、広角端の画角に対して、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の反射面までの距離が小さ過ぎないので、広角端の前玉径を小さくするために軸外収差補正に無理が生じず、良好な光学性能を保つことができる。条件式（５）の上限値以下であれば、カメラの厚み寸法が大きくなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことがない。更に、条件式（６）を満たすと前記効果がより高まる。
【００８９】
また、各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は負の屈折力を有し、負レンズと、負レンズと正レンズからなる接合レンズとから構成される。
【００９０】
第２レンズ群Ｌ２を、２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成することで、負のパワーを２枚のレンズに分割でき、特に広角時に発生する歪曲収差や非点収差の抑制が可能である。また、負レンズと正レンズを接合させ、正レンズに高屈折率高分散硝材を用い、一方の負レンズに正レンズより屈折率が低く分散の小さい硝材を用いることで、両レンズ間に大きな屈折率差や分散差を与えることができるため、このレンズ群で発生する色収差や単色収差を小さく抑えられ、変倍時のこれら諸収差変動も小さくすることができる。特に、正レンズに関しては条件式（７），（８）を満たすことが望ましく、更に、条件式（９），（１０）を満たすと前記効果がより高まる。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、正のペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑えることも可能である。
【００９１】
第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が条件式（１１）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１１）の下限値を上回ることで、適度に第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第２レンズ群Ｌ２の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１１）の上限値を下回ることで、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が大きくなり過ぎず、第２レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１２）を満たすと前記効果がより高まる。
【００９２】
第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力を有し、正レンズ１枚から構成される。また、第３レンズ群Ｌ３は変倍に際し固定されている。
【００９３】
各実施例においては、第３レンズ群は他のレンズ群に比べてパワーが弱いため、１枚の正レンズのみという簡素な構成でも球面収差、コマ収差、軸上色収差等の発生を小さく抑えられる。従って、第３レンズ群の占める体積が小さくて済み、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の変倍時の可動領域を確保し易い。また、開口絞りＳを本ズームレンズの略中央部にあたる第３レンズ群Ｌ３近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正でき、前玉径と後玉径に大きな差が生じ難くなるため、カメラ厚み方向のレンズユニット形状を平坦にし易く、カメラのレイアウトをし易くしたりする等の利点がある。更に、第３レンズ群Ｌ３付近は撮像素子Ｐから充分に離れて位置しているので、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ光学系で要求されるテレセントリック性も充分に確保し易い。各実施例では、このレンズ群が最も絞りＳに近いため、非球面を用いることにより球面収差やコマ収差等を良好に補正することができる。また、ここを通過する光束は軸上・軸外とも比較的太いため、本ズームレンズ中、レンズ面形状誤差の影響を受け易い箇所となっており、モールド非球面レンズで発生し易い面のうねり誤差（非球面誤差）を十分に小さく抑えておくことが好ましい。第３レンズ群Ｌ３を変倍時固定とすることで、第３レンズ群Ｌ３と絞りＳを一体で移動させずに済み、駆動機構の簡略化が可能となる。
【００９４】
各実施例において第４レンズ群Ｌ４は正の屈折力を有し、条件式（１３）を満たす。
【００９５】
第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を条件式（１３）を満たすようにすることで、次のような利点が得られる。即ち、条件式（１３）の下限値を上回ることで、適度に第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得る上で、第４レンズ群Ｌ４の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また、条件式（１３）の上限値を下回ることで、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が大きくなり過ぎず、第４レンズ群Ｌ４での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。更に、条件式（１４）を満たすと前記効果がより高まる。
【００９６】
各実施例においては、第５レンズ群Ｌ５は負の屈折力を有し、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に第５レンズ群を像側へ移動させる。また、第５レンズ群が１枚の負のプラスチックレンズのみから構成されており、駆動機構への負荷を最小限に抑えることができる。もしフォーカシングを第２レンズ群Ｌ２や第４レンズ群Ｌ４で行おうとした場合、前者では像側へ、後者では物体側へ群移動を行う必要があるため、特に望遠端では共に第３レンズ群との空気間隔を確保する必要が生じる。その結果、レンズ系のコンパクト性を維持することが困難になってしまう。一方、第５レンズ群Ｌ５においては、光学全長に影響を与えずに、フォーカシングに必要な空気間隔を得ることが比較的容易であるため、電力消費が少なく、簡略な構造で、コンパクト性に優れたレンズを実現することができる。第５レンズ群内のレンズを、プラスチックレンズとすることで、非点収差等の補正に効果的な非球面付加が容易となり、またズーミング時及びフォーカシング時に可動である第５レンズ群を軽量化できるので、駆動機構への負荷を小さく抑えることができる。また、プラスチックレンズは射出成形による大量生産が可能であり、コストダウンにも寄与する。プラスチックレンズは温度変化により屈折率・形状が変化するが、プラスチックレンズの屈折力を条件式（１５）の範囲内に抑えれば、前記屈折率・形状変化による光学性能の変化を小さくすることが可能である。条件式（１６）を満たすことができればより好ましい。
【００９７】
実施例１、２、４、５、６において、ズームレンズはさらに正の屈折力を有する第６レンズ群Ｌ６を有し、正負正正負正の６群構成を実施している。第６レンズ群Ｌ６は正のプラスチックレンズ１枚から構成される。
【００９８】
正負正正負の５群構成と正負正正負正の６群構成とを比較した場合、後者の方が正の第６レンズ群の収斂作用によりテレセントリック性が良好に保てるという利点がある。
【００９９】
同様に第６レンズ群Ｌ６においても、プラスチック非球面レンズ１枚で構成することで、簡素な構成ながら歪曲収差等を効果的に補正し、またレンズユニットの軽量化・ローコスト化に寄与することができる。更に条件式（１７）を満たすことで、温度変化による光学性能の変化を小さく抑えることが可能である。条件式（１８）を満たすことができればより好ましい。実施例１，２、４、５、６では第６レンズ群はズーミング中に固定なので、撮像素子近辺の密閉性を高め、ゴミや埃等の進入を防ぐ効果がある。
【０１００】
第５レンズ群Ｌ５、第６レンズ群Ｌ６ともプラスチック非球面以外にも、ガラスモールド非球面やガラスと樹脂の複合（ハイブリッド）非球面を用いても良好な光学性能を得ることができる。
【０１０１】
また、各実施例において、赤外カットフィルターを、ローパスフィルター表面にコート処理を施した反射型とすれば、吸収型の赤外カットフィルターガラスを別途挿入する必要がないので、光軸方向の厚みを薄くすることができ、コンパクト性に有利な構成とすることが可能となる。
【０１０２】
また、各実施例においては、特に広角端において負の歪曲収差を比較的大きく発生させることにより、レンズ系のさらなる小型化を達成している。このとき、画像の品位を保つために、電子的な歪曲収差補正を行うことが好ましい。
【０１０３】
以下、各実施例のレンズデータを示す。
【０１０４】
各実施例における各符号の意味は以下の通りである。
【０１０５】
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバー
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
ｄ：レンズ間隔
ｎｄ：ｄ線に対する屈折率
νｄ：アッベ数
２Ｙ：撮像素子の対角線長（固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
＊：非球面
非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸を取り、光軸と垂直方向の高さをｈとして、以下の数１で表す。
【０１０６】
【数１】
【０１０７】
但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
（実施例１）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ ∞ 0.60 1.94595 18.0
２ 17.447 1.08
３ ∞ 7.25 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.178 2.49 1.80139 45.4
６(＊) -18.709 d1(可変)
７ -19.212 0.50 1.90366 31.3
８ 9.863 0.90
９ -26.012 0.50 1.72916 54.7
10 5.918 1.08 1.94595 18.0
11 14.138 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13 14.860 0.90 1.80518 25.4
14 73.122 d3(可変)
15(＊) 6.319 1.43 1.58332 59.3
16(＊) 64.519 0.89
17 14.673 0.55 1.90366 31.3
18 4.378 2.48 1.49700 81.6
19 -8.677 d4(可変)
20(＊) 14.207 0.95 1.60700 27.0
21(＊) 5.404 d5(可変)
22(＊) 9.740 1.60 1.53048 55.7
23(＊) 11.682 1.50
24 ∞ 1.20 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.70736E-04,A6=-1.47541E-06,A8=1.55312E-07,A10=-7.62058E-09
第６面
K=0,A4=-2.11701E-06,A6=2.69375E-06,A8=-4.41401E-08,A10=-3.63105E-09
第15面
K=0,A4=-2.14515E-04,A6=3.53922E-05,A8=-5.45867E-06,A10=3.65419E-07
第16面
K=0,A4=5.43332E-04,A6=3.64851E-05,A8=-6.48052E-06,A10=4.59435E-07
第20面
K=0,A4=8.20665E-04,A6=-2.33247E-05,A8=6.62358E-06,A10=2.58481E-07
第21面
K=0,A4=1.06019E-03,A6=-1.58835E-05,A8=-5.54102E-07,A10=1.23587E-06
第22面
K=0,A4=-1.96443E-03,A6=1.98594E-04,A8=-2.04302E-05,A10=9.87164E-07,
A12=-1.45318E-08
第23面
K=0,A4=-4.11467E-03,A6=3.07054E-04,A8=-2.69047E-05,A10=1.21210E-06,
A12=-1.73429E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.84 11.50 19.52
Ｆナンバー 4.01 4.66 5.59
半画角 29.7 18.8 11.3
像高 3.32 3.70 3.76
レンズ全長 44.27 44.25 44.27
バックフォーカス 4.10 4.08 4.10
ｄ１ 0.450 2.426 4.085
ｄ２ 5.017 3.041 1.382
ｄ３ 4.485 2.599 0.500
ｄ４ 3.269 3.435 3.000
ｄ５ 2.619 4.339 6.873
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 11.06
２ ７ -4.71
３ 13 23.00
４ 15 9.86
５ 20 -14.98
６ 22 85.92
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１０８】
広角 中間 望遠
ｆ 6.84 11.50 19.52
ピント移動量 -0.027 -0.039 -0.061
また、図３は広角端におけるレンズ構成図、図４は広角端における収差図、図５は中間焦点距離における収差図、図６は望遠端における収差図である。
【０１０９】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例２）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ ∞ 0.60 1.94595 18.0
２ 17.450 1.08
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.212 2.45 1.80139 45.4
６(＊) -19.301 d1(可変)
７ -19.930 0.50 1.90366 31.3
８ 9.774 0.92
９ -24.206 0.50 1.72916 54.7
10 5.522 1.16 1.94595 18.0
11 14.450 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13(＊) 10.943 0.90 1.80892 40.5
14 25.943 d3(可変)
15(＊) 8.620 1.18 1.58313 59.4
16 -95.693 1.24
17 12.190 0.55 1.90366 31.3
18 4.705 2.10 1.49700 81.6
19 -10.199 d4(可変)
20(＊) 10.665 0.95 1.60700 27.0
21(＊) 4.834 d5(可変)
22(＊) 10.946 1.54 1.53048 55.7
23(＊) 12.692 2.82
24 ∞ 1.10 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.79454E-04,A6=-4.53630E-06,A8=5.85513E-07,A10=-2.46516E-08,
A12=4.01958E-10
第６面
K=0,A4=-6.34659E-06,A6=-5.68418E-06,A8=1.19784E-06,A10=-6.70188E-08,
A12=1.34680E-09
第13面
K=0,A4=-1.59570E-04,A6=3.28915E-05,A8=-1.19704E-05,A10=1.29497E-06
第15面
K=0,A4=-4.29528E-04,A6=-5.87287E-06,A8=3.90181E-06,A10=-4.27847E-07
第20面
K=0,A4=3.45535E-04,A6=7.80149E-05,A8=-1.23397E-05,A10=1.51306E-06
第21面
K=0,A4=3.38841E-04,A6=1.19397E-04,A8=-2.88552E-05,A10=3.14864E-06
第22面
K=0,A4=-2.98757E-03,A6=2.95357E-04,A8=-2.68969E-05,A10=1.63830E-06,
A12=-3.59111E-08
第23面
K=0,A4=-5.68030E-03,A6=4.81696E-04,A8=-4.11415E-05,A10=2.32371E-06,
A12=-4.76451E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.54 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.76 5.63
半画角 29.6 18.7 11.3
像高 3.32 3.70 3.78
レンズ全長 44.30 44.28 44.30
バックフォーカス 4.12 4.10 4.12
ｄ１ 0.450 2.385 4.141
ｄ２ 5.070 3.135 1.379
ｄ３ 4.512 2.463 0.500
ｄ４ 3.282 3.333 3.018
ｄ５ 2.809 4.807 7.085
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 11.30
２ ７ -4.78
３ 13 22.79
４ 15 9.84
５ 20 -15.52
６ 22 114.92
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１０】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.54 19.57
ピント移動量 0.005 -0.012 -0.033
また、図７は広角端におけるレンズ構成図、図８は広角端における収差図、図９は中間焦点距離における収差図、図１０は望遠端における収差図である。
【０１１１】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例３）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -31.051 0.60 1.94595 18.0
２ 38.191 0.57
３ ∞ 7.25 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.772 2.68 1.80139 45.4
６(＊) -15.869 d1(可変)
７ -17.080 0.50 1.90366 31.3
８ 9.873 0.75
９ -16.080 0.50 1.72916 54.7
10 5.890 1.21 1.94595 18.0
11 19.710 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.94
13(＊) 12.112 1.28 1.69350 53.2
14(＊) 103.878 d3(可変)
15(＊) 7.244 2.79 1.58332 59.3
16(＊) -20.372 0.66
17 153.686 0.55 1.90366 31.3
18 5.506 1.85 1.49700 81.6
19 -8.596 d4(可変)
20(＊) -143.316 1.67 1.53048 55.7
21(＊) 11.262 d5(可変)
22 ∞ 1.20 1.51633 64.2
23 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-9.60158E-05,A6=1.72395E-06,A8=-1.13804E-07,A10=2.01990E-09
第６面
K=0,A4=1.61581E-04,A6=2.84909E-06,A8=-2.22540E-07,A10=4.75485E-09
第13面
K=0,A4=7.78907E-04,A6=-3.78182E-05,A8=1.78935E-05,A10=-1.64883E-06
第14面
K=0,A4=9.68317E-04,A6=-5.32543E-05,A8=2.27607E-05,A10=-1.86224E-06
第15面
K=0,A4=-2.62866E-04,A6=-5.04618E-06,A8=-1.28224E-07,A10=1.55000E-07
第16面
K=0,A4=4.24610E-04,A6=4.38495E-05,A8=-1.32002E-05,A10=1.35719E-06
第20面
K=0,A4=9.97729E-04,A6=1.43661E-04,A8=-2.00891E-05,A10=1.70862E-06
第21面
K=0,A4=1.18287E-03,A6=1.84810E-04,A8=-2.59074E-05,A10=2.48461E-06
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.84 11.50 19.52
Ｆナンバー 4.01 4.61 5.61
半画角 29.7 18.8 11.3
像高 3.32 3.87 4.03
レンズ全長 43.83 43.83 43.83
バックフォーカス 5.75 7.92 11.89
ｄ１ 0.500 2.484 4.035
ｄ２ 4.931 2.947 1.397
ｄ３ 4.640 2.894 0.500
ｄ４ 4.003 3.580 2.000
ｄ５ 4.356 6.525 10.500
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 10.78
２ ７ -4.66
３ 13 19.66
４ 15 10.67
５ 20 -19.61
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１２】
広角 中間 望遠
ｆ 6.84 11.50 19.52
ピント移動量 -0.015 -0.025 -0.051
また、図１１は広角端におけるレンズ構成図、図１２は広角端における収差図、図１３は中間焦点距離における収差図、図１４は望遠端における収差図である。
【０１１３】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例４）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ 45.294 0.60 2.14350 17.8
２ 14.737 1.38
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 11.730 2.12 1.80139 45.4
６(＊) -40.551 d1(可変)
７ -37.715 0.50 1.90366 31.3
８ 7.535 1.13
９ -24.873 0.50 1.72916 54.7
10 9.249 1.00 2.14350 17.8
11 32.789 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 8.805 0.90 1.80892 40.5
14 16.182 d3(可変)
15(＊) 6.932 1.29 1.58313 59.4
16 2909.424 1.65
17 9.206 0.51 1.90366 31.3
18 3.827 2.00 1.49700 81.6
19 -15.871 d4(可変)
20(＊) -123.033 1.23 1.60700 27.0
21(＊) 9.107 d5(可変)
22(＊) 13.630 1.59 1.53048 55.7
23(＊) 16.844 2.93
24 ∞ 0.84 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.08007E-04,A6=-5.87970E-06,A8=5.77649E-07,A10=-2.94665E-08,
A12=3.70983E-10
第６面
K=0,A4=-3.56499E-05,A6=-6.87056E-06,A8=9.18136E-07,A10=-5.49404E-08,
A12=9.83355E-10
第13面
K=0,A4=-1.82051E-04,A6=-2.67038E-06,A8=4.23975E-07,A10=-6.60600E-08
第15面
K=0,A4=-2.49413E-04,A6=4.70675E-07,A8=-4.82434E-07,A10=6.48394E-08
第20面
K=0,A4=-1.59508E-03,A6=1.78728E-05,A8=-5.53224E-06,A10=1.77901E-06
第21面
K=0,A4=-7.20235E-04,A6=5.98285E-05,A8=-1.60392E-05,A10=1.92352E-06
第22面
K=0,A4=-1.57926E-03,A6=3.74602E-04,A8=-3.42983E-05,A10=1.77168E-06,
A12=-4.76967E-08
第23面
K=0,A4=-4.23329E-03,A6=4.63625E-04,A8=-3.61759E-05,A10=1.68228E-06,
A12=-4.32667E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.41 3.62 3.68
レンズ全長 44.40 44.40 44.40
バックフォーカス 4.07 4.08 4.08
ｄ１ 0.450 3.260 5.537
ｄ２ 6.387 3.577 1.300
ｄ３ 4.605 2.669 0.500
ｄ４ 2.084 2.893 4.057
ｄ５ 2.760 3.887 4.892
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 16.51
２ ７ -5.92
３ 13 22.64
４ 15 9.79
５ 20 -13.92
６ 22 114.99
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１４】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.035 -0.044 -0.053
また、図１６は広角端における収差図、図１７は中間焦点距離における収差図、図１８は望遠端における収差図である。
【０１１５】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例５）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -63.201 0.60 1.90681 21.2
２ 23.245 0.84
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 12.736 2.31 1.80139 45.4
６(＊) -22.156 d1(可変)
７ -44.307 0.50 1.90366 31.3
８ 7.549 1.28
９ -12.799 0.50 1.72916 54.7
10 8.085 1.23 1.90681 21.2
11 -937.000 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 11.203 0.92 1.80892 40.5
14 31.415 d3(可変)
15(＊) 7.081 1.23 1.58313 59.4
16 119.136 1.16
17 11.573 0.50 1.90366 31.3
18 4.374 1.88 1.49700 81.6
19 -15.916 d4(可変)
20(＊) 8.383 0.90 1.60700 27.0
21(＊) 4.642 d5(可変)
22(＊) 9.112 1.59 1.53048 55.7
23(＊) 10.062 2.84
24 ∞ 0.85 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.00612E-04,A6=-5.65833E-06,A8=6.71358E-07,A10=-3.13811E-08,
A12=5.28309E-10
第６面
K=0,A4=3.10282E-05,A6=-6.37579E-06,A8=9.60967E-07,A10=-5.17969E-08,
A12=9.91337E-10
第13面
K=0,
A4=-1.16542E-04,A6=-5.86821E-06,A8=1.27237E-06,A10=-1.54113E-07
第15面
K=0,A4=-3.29922E-04,A6=7.12583E-06,A8=-1.35164E-06,A10=1.33919E-07
第20面
K=0,A4=-3.00500E-04,A6=2.34037E-05,A8=-1.45128E-05,A10=1.92611E-06
第21面
K=0,A4=-3.41301E-04,A6=6.74802E-05,A8=-3.29495E-05,A10=3.53626E-06
第22面
K=0,A4=-3.23229E-03,A6=3.54187E-04,A8=-3.02748E-05,A10=1.57904E-06,
A12=-3.82727E-08
第23面
K=0,A4=-5.88641E-03,A6=5.07681E-04,A8=-4.02984E-05,A10=1.96042E-06,
A12=-4.37830E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.42 3.74 3.80
レンズ全長 44.39 44.38 44.39
バックフォーカス 4.00 3.99 4.01
ｄ１ 0.450 2.909 5.012
ｄ２ 5.769 3.310 1.207
ｄ３ 5.035 2.840 0.500
ｄ４ 2.523 2.878 3.161
ｄ５ 3.526 5.365 7.423
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 14.06
２ ７ -5.57
３ 13 21.10
４ 15 10.96
５ 20 -18.85
６ 22 115.00
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１６】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.023 -0.034 -0.048
また、図２０は広角端における収差図、図２１は中間焦点距離における収差図、図２２は望遠端における収差図である。
【０１１７】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
（実施例６）
面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) ｄ(mm) ｎｄ νｄ
１ -40.544 0.60 1.92110 22.4
２ 29.995 0.69
３ ∞ 7.24 1.84666 23.8
４ ∞ 0.20
５(＊) 13.820 2.32 1.80139 45.4
６(＊) -19.944 d1(可変)
７ -41.166 0.50 1.90366 31.3
８ 7.616 1.30
９ -12.754 0.50 1.72916 54.7
10 8.089 1.27 1.92110 22.4
11 -180.221 d2(可変)
12(絞り) ∞ 0.20
13(＊) 10.571 0.93 1.80892 40.5
14 28.627 d3(可変)
15(＊) 7.369 1.24 1.58313 59.4
16 -244.489 0.87
17 12.582 0.50 1.90366 31.3
18 4.284 1.85 1.49700 81.6
19 -21.061 d4(可変)
20(＊) 5.218 0.89 1.60700 27.0
21(＊) 3.556 d5(可変)
22(＊) 11.492 1.83 1.53048 55.7
23(＊) 13.377 2.47
24 ∞ 0.78 1.51633 64.2
25 ∞
非球面係数を以下に示す。
第５面
K=0,A4=-1.06012E-04,A6=-5.40796E-06,A8=7.12809E-07,A10=-3.23538E-08,
A12=5.97394E-10
第６面
K=0,A4=2.74851E-05,A6=-5.88210E-06,A8=9.66924E-07,A10=-4.98151E-08,
A12=9.83116E-10
第13面
K=0,A4=-1.28727E-04,A6=-5.95887E-06,A8=1.12441E-06,A10=-1.28753E-07
第15面
K=0,A4=-3.18593E-04,A6=9.83999E-06,A8=-1.43800E-06,A10=1.37381E-07
第20面
K=0,A4=3.26510E-04,A6=6.85861E-06,A8=-1.64181E-05,A10=1.89533E-06
第21面
K=0,A4=-2.46990E-04,A6=1.19056E-06,A8=-4.31224E-05,A10=3.70871E-06
第22面
K=0,A4=-3.52353E-03,A6=3.39536E-04,A8=-3.09308E-05,A10=1.66310E-06,
A12=-3.65145E-08
第23面
K=0,A4=-6.55134E-03,A6=5.13038E-04,A8=-3.99815E-05,A10=1.91978E-06,
A12=-3.80232E-08
変倍時の各種データを以下に示す。
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 6.87 11.50 19.57
Ｆナンバー 4.04 4.77 5.63
半画角 30.6 19.4 11.7
像高 3.42 3.81 3.87
レンズ全長 44.42 44.40 44.42
バックフォーカス 3.58 3.56 3.58
ｄ１ 0.450 2.962 5.170
ｄ２ 5.913 3.401 1.193
ｄ３ 5.232 2.918 0.500
ｄ４ 3.010 3.051 3.000
ｄ５ 3.314 5.587 8.056
ズームレンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離
１ １ 14.38
２ ７ -5.79
３ 13 20.25
４ 15 12.11
５ 20 -23.03
６ 22 115.01
プラスチックレンズの温度変化によるピント移動量を以下に示す。
【０１１８】
広角 中間 望遠
ｆ 6.87 11.50 19.57
ピント移動量 -0.014 -0.023 -0.035
また、図２４は広角端における収差図、図２５は中間焦点距離における収差図、図２６は望遠端における収差図である。
【０１１９】
なお、レンズ面２０、２１からなる第１０レンズ、レンズ面２２、２３からなる第１１レンズはプラスチックレンズである。また、撮像素子の対角長２Ｙは７．８１２である。
【０１２０】
実施例１〜６の各条件式に対応する値を以下に示す。
【０１２１】
【表１】
【符号の説明】
【０１２２】
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
Ｒｅ 反射光学素子
Ｓ 開口絞り
Ｆｉ ローパスフィルターとカバーガラス
Ｐ 結像面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、
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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子と、正レンズと、以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項２】
前記負レンズは、以下の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。
ｎ１ｎ＞１．９３
ν１ｎ＜２０
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項３】
前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の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。
３＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜７
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項４】
前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の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＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜６
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項５】
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、負レンズとを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９０
ν２ｐ＜２５
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項６】
撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、
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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子を有し、
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９０
ν２ｐ＜２５
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項７】
前記正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９３
ν２ｐ＜２０
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項８】
前記第１レンズ群は正レンズと以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とする請求項６又は７に記載のズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項９】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．４＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜１．０
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１０】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０．９
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１１】
前記第３レンズ群は、その近傍に開口絞りが配置され、少なくとも１面に非球面を有し、変倍に際し固定されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第４レンズ群の最も物体側に位置するレンズは、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．０＜ｆ４／ｆＷ＜２．０
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１５】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．２＜ｆ４／ｆＷ＜１．８
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１６】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．８
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項１８】
前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．５
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項１９】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群を有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｆＷ／ｆ６＜０．１５
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
【請求項２０】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群を有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｆＷ／ｆ６＜０．１０
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか１項に記載のズームレンズと、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、
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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子と、正レンズと、以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項２】
前記負レンズは、以下の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。
ｎ１ｎ＞１．９３
ν１ｎ＜２０
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項３】
前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の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。
３＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜７
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項４】
前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の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＜ｄＬ１ＰＲ／（２Ｙ／ｆＷ）＜６
但し、
ｄＬ１ＰＲ：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
２Ｙ：前記撮像素子の対角長
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項５】
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、負レンズとを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９０
ν２ｐ＜２５
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項６】
撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのズームレンズであって、
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、及び負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、及び前記第５レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を有する反射光学素子を有し、
前記第２レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有することを特徴とするズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９０
ν２ｐ＜２５
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項７】
前記正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
ｎ２ｐ＞１．９３
ν２ｐ＜２０
但し、
ｎ２ｐ：前記正レンズのｄ線における屈折率
ν２ｐ：前記正レンズのアッベ数
【請求項８】
前記第１レンズ群は正レンズと以下の条件式を満足する負レンズとを有することを特徴とする請求項６又は７に記載のズームレンズ。
ｎ１ｎ＞１．９０
ν１ｎ＜２５
但し、
ｎ１ｎ：前記負レンズのｄ線における屈折率
ν１ｎ：前記負レンズのアッベ数
【請求項９】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．４＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜１．０
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１０】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０．９
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１１】
前記第３レンズ群は、その近傍に開口絞りが配置され、少なくとも１面に非球面を有し、変倍に際し固定されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第４レンズ群の最も物体側に位置するレンズは、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．０＜ｆ４／ｆＷ＜２．０
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１５】
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．２＜ｆ４／ｆＷ＜１．８
但し、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
【請求項１６】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．８
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項１８】
前記第５レンズ群は、負のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆＷ／ｆ５｜＜０．５
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項１９】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群を有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｆＷ／ｆ６＜０．１５
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
【請求項２０】
前記ズームレンズは、前記第５レンズ群の像側に配置され正の屈折力を有する第６レンズ群を有し、前記第６レンズ群は、正のプラスチックレンズ１枚から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載のズームレンズ。
ｆＷ／ｆ６＜０．１０
但し、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか１項に記載のズームレンズと、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−１９１４１３（Ｐ２０１０−１９１４１３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７５７（Ｐ２０１０−４７５７）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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