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JP2015072325A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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JP2015072325A JP2013207104A JP2013207104A JP2015072325A JP 2015072325 A JP2015072325 A JP 2015072325A JP 2013207104 A JP2013207104 A JP 2013207104A JP 2013207104 A JP2013207104 A JP 2013207104A JP 2015072325 A JP2015072325 A JP 2015072325A
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Abstract

【課題】 全体が小型で、かつ高ズーム比でありながら、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１から第５レンズ群から構成され、ズーミングに際して第１、第３、第５レンズ群は不動で、第２、第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、第５レンズ群は、負の屈折力の部分群Ｌ５ｎと、正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを有し、レンズ全長ＴＬ、望遠端における全系の焦点距離ｆｔ、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、第４レンズ群の焦点距離ｆ４、部分群Ｌ５ｎの焦点距離ｆ５ｎを各々適切に設定すること。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。
近年、撮像装置に用いられる撮影光学系には、レンズ全長が短く、コンパクト（小型）であること、そして高ズーム比（高変倍比）で、しかも高解像力のズームレンズであることが要望されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。ポジティブリード型のズームレンズで、全体として５つのレンズ群より構成されるズームレンズが知られている（特許文献１，２）。
特許文献１，２では、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなる５群構成のズームレンズにおいて、第２レンズ群と第４レンズ群を移動させてズーミングを行い、第４レンズ群でフォーカスを行っている。そして第５レンズ群を物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成している。このようなレンズ構成によって特許文献１，２ではズーム比３４〜３７の高ズーム比のズームレンズを達成している。
特開２００７−１７８５９８号公報 特開２００７−１７８７６９号公報
近年、撮像装置に用いるズームレンズには、撮像装置の小型化及び高機能化に伴って高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、かつレンズ系全体が小型であることが強く要望されている。一般にズームレンズにおいて、高ズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。
しかしながら、このように構成したズームレンズは、各レンズ面の屈折力の増加に伴いレンズ肉厚が増してしまい、レンズ系の短縮効果が不十分になる。またそれと同時に諸収差の発生が多くなり、諸収差の良好なる補正が困難になり、高い光学性能を得るのが困難になってくる。
前述したポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比を確保しつつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズームレンズの各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズーミングに伴い、移動する第２レンズ群や第４レンズ群の屈折力、そして第５レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
本発明は、高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有する全系が小型のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。また近年、撮像装置では、暗所での感度を向上させるために、撮像素子の画素ピッチを拡大する、解像力を高めるために、撮像素子を多画素数化するなどの理由から、撮像素子が大型化しつつある。
本発明は前述したズームレンズを有し、大きな寸法の撮像素子に対しても十分対応し、画面全体にわたり良好なる画質の像が容易に得られる撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第５レンズ群は不動で、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、前記第５レンズ群は、該第５レンズ群における最も広い空気間隔を境界として、物体側から像側へ順に、負の屈折力の部分群Ｌ５ｎと、正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを有し、レンズ全長をＴＬ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記部分群Ｌ５ｎの焦点距離をｆ５ｎとするとき、
１．７０＜ｆｔ／ＴＬ＜２．５０
２３＜ｆｔ／｜ｆ２｜＜１００
１．０＜ｆ４／｜ｆ５ｎ｜＜５．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、全体が小型で、かつ高ズーム比でありながら、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。
実施例１のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例１の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例２のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例２の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例３のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例３の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例４のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例４の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例５のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例５の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例６のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例６の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群から構成されている。そしてズーミングに際して、第１レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群は不動で、第２レンズ群と第４レンズ群が移動する。
第５レンズ群は第５レンズ群における最も広い空気間隔を境界として、物体側から像側へ順に、負の屈折力の部分群Ｌ５ｎと、正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを有している。ここで部分群は単一のレンズ又は２以上のレンズを接合した接合レンズを意味する。
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比３９．５０、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜５．６０のズームレンズである。
図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３９．４９、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜５．６０のズームレンズである。
図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３９．５０、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜５．６０のズームレンズである。
図７は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比４５．１０、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜６．００のズームレンズである。
図９は、本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比５０．０９、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜６．５０のズームレンズである。
図１１は、本発明の実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例６はズーム比３４．０９、開口比（Ｆナンバー）１．６５〜５．００のズームレンズである。図１３は本発明の撮像装置の要部概略図である。
本発明のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方（物体側、拡大側）で右方が後方（像側、縮小側）である。レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
各実施例のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）であり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。
収差図のうち球面収差図において実線はｄ線、２点鎖線はｇ線である。非点収差図において点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。半画角ωは光線追跡値による値を示す。レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。ズーミングに際しては第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が移動する。
以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第２レンズ群Ｌ２を像側に移動することによって変倍を行う。また、第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡で移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。
また、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。このように第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡とすることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４間の空間の有効利用を図り、レンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）の短縮を効果的に達成している。
又、望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。開口絞りＳＰはズーミングに際して不動である。
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成している。この構成により、全系の小型化及び高ズーム比を確保している。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第５レンズ群Ｌ５を不動としている。ズーミングとフォーカシングを２つのレンズ群のみを移動レンズ群とすることで、機械構成を単純化して、装置全体の小型化を容易にしている。第５レンズ群Ｌ５は、物体側から像側へ順に、最も広い空気間隔を境に負の屈折力の部分群Ｌ５ｎと正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを有する構成としている。
第５レンズ群Ｌ５の最も物体側に負の屈折力の部分群Ｌ５ｎを配することで、フォーカシングのためのレンズ群である第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を強くしても適正な長さのバックフォーカスが得られるようにしている。そして、第４レンズ群Ｌ４の全ズーム範囲における移動量が小さくなるようにしてレンズ全長を短縮している。また第５レンズ群Ｌ５の部分群Ｌ５ｎの像側に正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを配することで、射出瞳位置を所望の遠方の位置に設定して、撮像素子への光線の入射角の補正を容易にしている。
レンズ全長をＴＬ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第４レンズ群の焦点距離をｆ４、部分群Ｌ５ｎの焦点距離をｆ５ｎとする。レンズ全長とは第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスの値を加えた値である。バックフォーカスは最終レンズ面から像面までの距離を空気換算した値である。このとき、
１．７０＜ｆｔ／ＴＬ＜２．５０ ・・・（１）
２３＜ｆｔ／｜ｆ２｜＜１００ ・・・（２）
１．０＜ｆ４／｜ｆ５ｎ｜＜５．０ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
次に前述の条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、ズームレンズのレンズ全長に対する、望遠端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（１）の上限を超えて、ズームレンズのレンズ全長が短くなると、高いズーム比を得るために各レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまうため、球面収差、像面湾曲といった諸収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。条件式（１）の下限を超えて、ズームレンズのレンズ全長が長くなると、ズームレンズ全体の小型化が困難となる。
条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の絶対値に対する望遠端における全系の焦点距離との比を規定している。条件式（２）の上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなりすぎると、ペッツバール和が負の方向に増大し、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（２）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が不足すると、所望のズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２の移動量が長くなり、全系が長大化してしまう。
条件式（３）は、第５レンズ群Ｌ５内の最も物体側に位置する負の屈折力の部分群Ｌ５ｎの焦点距離の絶対値に対する第４レンズ群Ｌ４の焦点距離との比を規定している。条件式（３）の上限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が不足すると、全ズーム範囲にわたってフォーカスをおこなうための第４レンズ群Ｌ４の移動量が長くなり、レンズ全長が長くなってしまう。また、第５レンズ群Ｌ５内の最も物体側に位置する部分群Ｌ５ｎの負の屈折力が強くなりすぎてしまい、ペッツバール和が負の方向に増大し、像面湾曲の補正が困難となる。
条件式（３）の下限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強くなると、ズーミングに伴うコマ収差の変動が大きくなり、このコマ収差の補正が困難となる。更に好ましくは条件式（１）乃至条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．７５＜ｆｔ／ＴＬ＜２．３０ ・・・（１ａ）
２５＜ｆｔ／｜ｆ２｜＜５０ ・・・（２ａ）
１．５＜ｆ４／｜ｆ５ｎ｜＜３．０ ・・・（３ａ）
以上の構成をとることにより、全系がコンパクトかつ全ズーム域にわたって高い光学性能を有する、高いズーム比のズームレンズが得られるが、更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量をＢＬ２ｓｔｒとする。ここで移動量とは広角端におけるレンズ群の光軸上の位置と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置との差をいう。移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負としている。部分群Ｌ５ｎと部分群Ｌ５ｐとの光軸上の間隔をＬ５ｄ、第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離（レンズ群厚）をＤ５とする。部分群Ｌ５ｐの焦点距離をｆ５ｐとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
４．０＜ＢＬ２ｓｔｒ／｜ｆ２｜＜１０．０ ・・・（４）
０．３＜Ｌ５ｄ／Ｄ５＜０．９ ・・・（５）
１．０＜ｆ５ｐ／｜ｆ５ｎ｜＜３．０ ・・・（６）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の絶対値に対する広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量との比を規定している。条件式（４）の上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の移動量が長くなりすぎると、レンズ全長が長くなってくる。また条件式（４）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の移動量が短くなると、所望のズーム比を得ることが困難となる。
条件式（５）は、第５レンズ群Ｌ５のレンズ群厚に対する第５レンズ群Ｌ５の部分群Ｌ５ｎと部分群Ｌ５ｐとの空気間隔との比を規定している。条件式（５）の上限を超えて、第５レンズ群Ｌ５のレンズ群厚が短くなりすぎると、第５レンズ群Ｌ５を構成する各レンズのレンズ肉厚が短くなり、第５レンズ群Ｌ５を構成する各レンズの製造が困難となってくる。
条件式（５）の下限を超えて、部分群Ｌ５ｎと部分群Ｌ５ｐとの空気間隔が狭まってくると、部分群Ｌ５ｐに適正な入射高さで光線を入射させるために、部分群Ｌ５ｎの負の屈折力が強くなりすぎてしまう。そして像面湾曲やズーミングに際してコマ収差の変動が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。
条件式（６）は、第５レンズ群Ｌ５内の部分群Ｌ５ｎの焦点距離に対する部分群Ｌ５ｐの焦点距離との比を規定している。条件式（６）の上限を超えて部分群Ｌ５ｎの負の屈折力が強くなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、像面湾曲やズーミングに際してコマ収差の変動が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。
条件式（６）の下限を超えて、部分群Ｌ５ｎの負の屈折力が弱くなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、第４レンズ群Ｌ４で強く収斂された光束を充分に拡散させることが困難となる。その結果、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を弱くせざるを得なくなり、レンズ全長が増大してくる。更に好ましくは条件式（４）乃至条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
４．２＜ＢＬ２ｓｔｒ／｜ｆ２｜＜８．０ ・・・（４ａ）
０．４＜Ｌ５ｄ／Ｄ５＜０．８ ・・・（５ａ）
１．５＜ｆ５ｐ／｜ｆ５ｎ｜＜２．５ ・・・（６ａ）
また、条件式（１）、（２）、（４）は、ズームレンズのズーム比と大きく関連しており、３９倍以上の高いズーム比を確保しようとした場合は、条件式の数値範囲は以下のように設定することが更に望ましい。
１．９０＜ｆｔ／ＴＬ＜２．４０ ・・・（１ｂ）
３０＜ｆｔ／｜ｆ２｜＜１００ ・・・（２ｂ）
４．５＜ＢＬ２ｓｔｒ／｜ｆ２｜＜８．０ ・・・（４ｂ）
以上の各実施例において部分群Ｌ５ｎは単一の負レンズより構成され、部分群Ｌ５ｐは単一の正レンズより構成されているが、接合レンズで構成しても良い。また各実施例において好ましくは各レンズ群を次の如く構成するのが良い。
第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズ、正レンズより構成するのが良い。これによれば全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが容易になる。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズより構成するのが良い。これによればズーミングに際しての収差変動を軽減することが容易になる。
第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズより構成するのが良い。これによれば全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが容易になる。第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成するのが良い。又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、正レンズより構成するのが良い。これによればフォーカシングに際しての収差変動を軽減するのが容易になる。
尚、各実施例のズームレンズと、ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有する撮像装置において、撮像素子の有効受光面の対角線長の半分をｈｍａｘとする。このとき、
２７＜ＴＬ／ｈｍａｘ＜３２ ・・・（７）
なる条件式を満足するのが良い。
条件式（７）は、撮像素子を有する撮像装置に本発明のズームレンズを適用したときの撮像素子の使用範囲の最大高さ（有効撮像画面の対角線長の半分）に対する、ズームレンズのレンズ全長の比を規定している。
条件式（７）の上限を超えて、ズームレンズのレンズ全長が長くなりすぎると、全体の小型化が困難となる。条件式（７）の下限を超えて、ズームレンズのレンズ全長が短くなりすぎると、高いズーム比を得るために各レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまい、球面収差、像面湾曲といった諸収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。更に好ましくは条件式（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２７．１０＜ＴＬ／ｈｍａｘ＜３１．８０ ・・・（７ａ）
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（撮像装置）の実施例について図１３を用いて説明する。図１３において、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、１２は撮影光学系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段である。１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。
この様に本発明のズームレンズをビデオカメラに適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。なお、撮像素子にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いれば、電子的に収差補正をする事で出力画像を更に高画質化する事ができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。以上のように各実施例によれば、全系がコンパクトで、かつ全ズーム域にわたって高い光学性能を有するとともに、高いズーム比を有するズームレンズ及びそれを有する、より大きな撮像素子へ対応した撮像装置を得ることができる。
次に本発明の実施例１乃至６に対応する数値実施例１乃至６を示す。数値実施例においてｉは物体からの面の順番を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目間のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。また最も像側の２つの面はフェースプレート等のガラス材である。
数値実施例１，２，４〜６のｒ１６は設計上用いたダミー面であり、ズームレンズを構成するものではない。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０を各々非球面係数としたとき
なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０-xを意味している。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの空気変換長で表している。各数値実施例に基づく各条件式の計算結果を表１に示す。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 65.262 1.30 1.85478 24.8
2 39.039 5.29 1.49700 81.5
3 880.122 0.10
4 41.278 3.36 1.49700 81.5
5 152.845 0.10
6 28.647 3.25 1.58694 71.0
7 69.803 (可変)
8 88.111 0.45 2.00100 29.1
9 6.140 2.90
10 -18.672 1.42 1.95796 17.3
11 -9.198 0.40 2.00102 29.8
12 33.629 0.10
13 16.312 2.07 1.95906 17.5
14 -24.890 0.40 2.00455 29.1
15 13419.812 (可変)
16 ∞ 0.80
17(絞り) ∞ 1.50
18* 15.180 3.04 1.69350 53.2
19* -1969.691 0.10
20 24.045 2.01 1.49672 81.5
21 441.654 0.10
22 32.050 0.60 1.98036 21.9
23 18.046 (可変)
24* 31.212 1.22 1.55332 71.7
25 -98.288 0.10
26 16.868 0.50 1.95906 17.5
27 12.489 2.81 1.49700 81.5
28 -24.060 (可変)
29 -32.610 0.50 1.94026 35.6
30 10.653 2.02
31 29.525 1.07 1.80897 22.6
32 -26.791 0.50
33 ∞ 2.20 1.51600 64.2
34 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.38453e-005 A 6=-2.40441e-007
A 8= 2.40506e-010 A10=-1.16249e-011

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.67343e-006 A 6=-1.80311e-007

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.13076e-004 A 6=-4.92731e-007
A 8= 1.22044e-008 A10= 4.38368e-011

各種データ
ズーム比 39.50

焦点距離 4.28 62.64 168.90
Fナンバー 1.65 5.13 5.60
半画角（度） 35.05 2.74 1.02
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 85.53 85.53 85.53
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.65 26.53 30.06
d15 29.60 3.73 0.20
d23 8.28 3.00 11.41
d28 3.62 8.90 0.49

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.56
2 8 -5.36
3 16 21.76
4 24 16.19
5 29 -22.47
6 33 ∞
［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 64.743 1.30 1.85478 24.8
2 39.039 5.31 1.49700 81.5
3 1082.905 0.10
4 41.036 3.37 1.49700 81.5
5 155.293 0.10
6 28.575 3.23 1.57595 73.2
7 70.577 (可変)
8 107.817 0.45 2.00100 29.1
9 6.284 2.86
10 -17.096 1.38 1.96260 17.2
11 -9.005 0.40 1.99702 30.2
12 38.879 0.10
13 17.364 2.08 1.95906 17.5
14 -21.471 0.40 1.99947 29.7
15 64286.794 (可変)
16 ∞ 0.80
17(絞り) ∞ 1.50
18* 15.571 2.97 1.69350 53.2
19* -1612.945 0.10
20 25.010 1.94 1.53826 75.9
21 357.658 0.10
22 30.103 0.60 1.98074 21.8
23 18.142 (可変)
24* 28.511 1.31 1.55332 71.7
25 -105.864 0.10
26 17.838 0.50 1.95906 17.5
27 12.863 2.69 1.49700 81.5
28 -25.752 (可変)
29 -20.696 0.50 1.97085 33.1
30 9.557 2.24
31 16.480 1.74 1.71139 29.5
32 -14.202 0.50
33 ∞ 2.20 1.51600 64.2
34 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.05207e-005 A 6=-2.89504e-007
A 8= 1.24205e-009 A10=-1.81816e-011

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.69470e-006 A 6=-1.98038e-007

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.08769e-004 A 6= 4.01759e-007
A 8=-2.93577e-008 A10= 6.47990e-010

各種データ
ズーム比 39.49

焦点距離 4.28 63.65 168.87
Fナンバー 1.65 5.13 5.60
半画角（度） 35.05 2.70 1.02
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 85.79 85.79 85.79
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.69 26.25 29.74 28.87 9.41
d15 29.25 3.68 0.20 1.07 20.53
d23 8.06 2.56 11.23 6.43 6.46
d28 3.78 9.28 0.61 5.41 5.38

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.19
2 8 -5.27
3 16 21.24
4 24 16.71
5 29 -51.61
6 33 ∞
［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 55.318 1.30 2.00069 25.5
2 36.090 5.65 1.43875 94.9
3 615.719 0.10
4 40.208 3.31 1.57424 71.3
5 130.202 0.10
6 30.004 3.39 1.59522 67.7
7 84.292 (可変)
8 64.552 0.45 2.00100 29.1
9 6.402 3.08
10 -29.516 1.54 1.95906 17.5
11 -11.005 0.40 2.00100 29.1
12 30.958 0.10
13 14.236 2.35 1.95906 17.5
14 -27.994 0.40 1.99851 29.5
15 42.469 (可変)
16* 14.891 2.85 1.76802 49.2
17 -87732.959 1.00
18(絞り) ∞ 1.50
19* 24.274 1.15 1.55332 71.7
20 86.770 0.60 2.00108 25.5
21 22.150 (可変)
22 20.578 2.18 1.49700 81.5
23 -30.515 0.50 1.97380 20.2
24 250.872 0.10
25* 22.341 2.21 1.76802 49.2
26* -21.274 (可変)
27 -17.195 0.50 2.00100 29.1
28 11.648 1.45
29 21.034 1.50 1.82115 24.1
30* -15.279 0.50
31 ∞ 2.20 1.51600 64.2
32 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第16面
K =-1.41886e+000 A 4= 4.53385e-005 A 6=-3.73336e-007
A 8= 9.91428e-011 A10= 2.73869e-011

第19面
K =-5.19472e+000 A 4=-5.69575e-005 A 6= 1.13763e-006
A 8= 1.15575e-008 A10=-3.74154e-010

第25面
K =-4.64870e+000 A 4= 8.09062e-005 A 6=-1.01317e-005
A 8=-1.19226e-007

第26面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.70910e-004 A 6=-1.49125e-005
A 8= 5.11242e-008

第30面
K =-2.20777e+001 A 4=-9.66161e-004 A 6= 4.40442e-005
A 8=-2.03621e-006 A10= 6.01770e-008

各種データ
ズーム比 39.50

焦点距離 4.32 64.11 170.55
Fナンバー 1.65 5.13 5.60
半画角（度） 34.79 2.68 1.01
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 85.33 85.33 85.33
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.50 25.93 29.40
d15 29.60 4.17 0.70
d21 6.86 1.91 11.20
d26 4.83 9.79 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.15
2 8 -5.55
3 16 24.36
4 22 14.00
5 27 -36.42
6 31 ∞
［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 51.137 1.30 2.00069 25.5
2 35.673 6.14 1.43875 94.9
3 940.518 0.10
4 37.403 3.52 1.49700 81.5
5 113.809 0.10
6 30.837 3.20 1.58008 69.9
7 77.739 (可変)
8 93.819 0.45 2.00100 29.1
9 6.025 2.93
10 -20.462 1.20 1.95906 17.5
11 -10.850 0.40 2.00100 29.1
12 31.307 0.10
13 15.574 2.42 1.95906 17.5
14 -17.018 0.40 2.00100 29.1
15 303.514 (可変)
16 ∞ 0.80
17(絞り) ∞ 1.50
18* 19.521 2.62 1.76802 49.2
19* -262.374 0.10
20 31.981 2.09 1.43875 94.9
21 -125.498 0.10
22 62.338 0.60 2.00085 27.0
23 28.231 (可変)
24* 27.479 2.00 1.55332 71.7
25 -36.135 0.10
26 19.362 0.50 1.95906 17.5
27 13.275 3.31 1.43875 94.9
28 -20.685 (可変)
29 -19.242 0.50 1.99470 29.8
30 9.713 2.73
31 63.453 1.54 1.79967 23.4
32 -10.703 0.50
33 ∞ 2.20 1.51600 64.2
34 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.03953e-005 A 6=-4.92406e-008
A 8=-1.05869e-009 A10= 5.12446e-012

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.73548e-005 A 6= 2.77479e-008

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.17013e-004 A 6=-2.47915e-007
A 8= 2.15325e-008 A10=-2.20682e-010

各種データ
ズーム比 45.10

焦点距離 4.24 66.70 191.14
Fナンバー 1.65 5.49 6.00
半画角（度） 35.29 2.58 0.90
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 89.38 89.38 89.38
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.64 27.37 31.01
d15 30.77 4.04 0.40
d23 7.36 2.38 10.82
d28 4.01 8.99 0.55

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 42.76
2 8 -5.26
3 16 23.70
4 24 15.67
5 29 -47.21
6 33 ∞
［数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 48.337 1.30 2.00069 25.5
2 35.864 7.13 1.43875 94.9
3 -2962.152 0.10
4 38.914 3.00 1.49700 81.5
5 81.708 0.10
6 31.764 3.49 1.49741 81.5
7 82.659 (可変)
8 74.736 0.45 2.00100 29.1
9 6.188 3.00
10 -26.341 1.52 1.95906 17.5
11 -10.361 0.40 2.00100 29.1
12 27.305 0.10
13 15.129 2.29 1.95906 17.5
14 -23.933 0.40 2.00100 29.1
15 99.734 (可変)
16 ∞ 0.80
17(絞り) ∞ 1.50
18* 28.642 2.05 1.76802 49.2
19* -146.610 0.10
20 35.035 3.18 1.43875 94.9
21 -32.705 0.10
22 83.358 0.60 2.00100 28.5
23 34.579 (可変)
24* 27.633 2.31 1.55332 71.7
25 -35.860 0.10
26 19.785 0.50 1.95906 17.5
27 13.686 2.87 1.43875 94.9
28 -35.518 (可変)
29 -28.785 0.50 1.97454 31.7
30 8.686 3.03
31 37.804 1.50 1.77271 25.4
32 -12.366 0.50
33 ∞ 2.20 1.51600 64.2
34 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.07742e-005 A 6= 3.73797e-008
A 8=-9.05237e-010 A10= 3.99687e-012

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.08386e-005 A 6= 2.62614e-008

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.39913e-005 A 6=-2.61254e-007
A 8= 1.43198e-008 A10=-1.35657e-010

各種データ
ズーム比 50.09

焦点距離 4.25 71.59 213.01
Fナンバー 1.65 5.95 6.50
半画角（度） 35.20 2.40 0.81
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 94.99 94.99 94.99
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.55 30.02 34.04
d15 34.29 4.82 0.80
d23 7.59 1.81 11.31
d28 4.32 10.10 0.60

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.95
2 8 -5.45
3 16 24.04
4 24 17.71
5 29 -49.37
6 33 ∞
［数値実施例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 52.530 1.30 2.00069 25.5
2 33.828 5.14 1.43875 94.9
3 508.759 0.10
4 39.119 2.88 1.49700 81.5
5 115.074 0.10
6 29.746 3.15 1.67776 57.9
7 87.210 (可変)
8 96.118 0.45 2.00100 29.1
9 6.362 2.92
10 -22.400 1.20 1.95906 17.5
11 -11.647 0.40 2.00100 29.1
12 29.403 0.10
13 15.877 2.30 1.95906 17.5
14 -21.598 0.40 2.00100 29.1
15 -11361.397 (可変)
16 ∞ 0.80
17(絞り) ∞ 1.50
18* 17.560 2.22 1.76802 49.2
19* 324.482 0.10
20 27.159 1.92 1.43875 94.9
21 -190.306 0.10
22 72.053 0.60 1.94436 23.6
23 31.983 (可変)
24* 30.396 1.71 1.55332 71.7
25 -36.711 0.10
26 19.678 0.50 1.95906 17.5
27 13.484 2.92 1.43875 94.9
28 -21.276 (可変)
29 -21.221 0.50 1.99960 29.3
30 9.841 1.37
31 45.847 1.33 1.80816 22.8
32 -12.172 0.50
33 ∞ 2.20 1.51600 64.2
34 ∞ 3.89
像面 ∞
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.39995e-005 A 6= 6.36518e-008
A 8= 9.11597e-010 A10=-6.90885e-012

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.91588e-006 A 6= 2.52342e-007

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.25889e-004 A 6= 7.07707e-007
A 8=-1.12887e-008 A10= 1.35577e-010

各種データ
ズーム比 34.09

焦点距離 4.29 59.58 146.39
Fナンバー 1.65 4.58 5.00
半画角（度） 34.94 2.88 1.17
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 81.53 81.53 81.53
BF 5.84 5.84 5.84

d 7 0.60 25.78 29.21
d15 28.80 3.62 0.19
d23 5.88 2.01 9.67
d28 4.29 8.16 0.49

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.26
2 8 -5.78
3 16 22.11
4 24 16.24
5 29 -24.22
6 33 ∞

前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 絞り

Claims (7)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第５レンズ群は不動で、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
    前記第５レンズ群は、該第５レンズ群における最も広い空気間隔を境界として、物体側から像側へ順に、負の屈折力の部分群Ｌ５ｎと、正の屈折力の部分群Ｌ５ｐを有し、
    レンズ全長をＴＬ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記部分群Ｌ５ｎの焦点距離をｆ５ｎとするとき、
    １．７０＜ｆｔ／ＴＬ＜２．５０
    ２３＜ｆｔ／｜ｆ２｜＜１００
    １．０＜ｆ４／｜ｆ５ｎ｜＜５．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＢＬ２ｓｔｒとするとき、
    ４．０＜ＢＬ２ｓｔｒ／｜ｆ２｜＜１０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記部分群Ｌ５ｎと前記部分群Ｌ５ｐの光軸上の間隔をＬ５ｄ、前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤ５とするとき、
    ０．３＜Ｌ５ｄ／Ｄ５＜０．９
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 前記部分群Ｌ５ｐの焦点距離をｆ５ｐとするとき、
    １．０＜ｆ５ｐ／｜ｆ５ｎ｜＜３．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 前記部分群Ｌ５ｎは単一の負レンズより構成され、前記部分群Ｌ５ｐは単一の正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
  7. 前記撮像素子の有効受光面の対角線長の半分をｈｍａｘとするとき、
    ２７＜ＴＬ／ｈｍａｘ＜３２
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
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