WO2006095543A1

WO2006095543A1 - ズームレンズ系及び撮像装置

Info

Publication number: WO2006095543A1
Application number: PCT/JP2006/302662
Authority: WO
Inventors: Daisuke Kuroda; Masafumi Sueyoshi; Kazuya Watanabe
Original assignee: Sony Corporation; Tamron Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1865352A4; US20080218875A1; JP4315450B2; JP2006251462A; CN100592135C; DE602006006039D1; TWI309309B; EP1865352A1; ATE427514T1; US7535657B2; TW200702717A; EP1865352B1; CN101137921A; KR20070108886A

Abstract

　本発明は、レンズ一体型カメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズ系であり、少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５と、負の屈折力を有する第６レンズ群ＧＲ６とを含み、上記レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、無限遠撮影時の広角端における第ｉレンズ群と第ｊレンズ群との間の群間隔をＤW(i-j) 、無限遠撮影時の望遠端における第ｉレンズ群と第ｊレンズ群との間の群間隔をＤT(i-j) としたとき、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）を満足し、　（１）ＤW(1-2) ＜ＤT(1-2) 　（２）ＤW(2-3) ＞ＤT(2-3) 　（３）ＤW(3-4) ＞ＤT(3-4) 　（４）ＤW(4-5) ＜ＤT(4-5) 　（５）ＤW(5-6) ＜ＤT(5-6) 　かつ、第４レンズ群ＧＲ４が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われる。

Description

明細書

ズームレンズ系及び撮像装置

技術分野

[0001] 本発明は、ズームレンズ系及びこのズームレンズ系を用いた撮像装置に関する。

本出願は、日本国において 2005年 3月 11日に出願された日本特許出願番号 200 5— 068901を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。

背景技術

[0002] 従来、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が用いられて!/ヽる。この種の撮像装置のうち、デジタルスチルカメラにおいては、コンパクト性に優れ、 1本のレンズで広角側から望遠側までをカバーしつつ、かつ高速オートフォーカスに最適で撮影距離によらず高、結像性能を有するズームレンズ系が求められて、るこのような要求に応えるため、高変倍ィ匕を図ったズームレンズが提案されている。この種のズームレンズとして、特開平 4— 146407号公報 (特許文献 1)、特開平 11—1 74324号公報 (特許文献 2)に開示されたものがある。これら特許文献に記載されるズームレンズは、正負正負正負の 6つのレンズ群を設け高変倍化を図っている。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、特許文献 1及び 2に記載されたズームレンズは、一眼レフカメラ等に使用する交換レンズに関するものであり、跳ね上げミラーの配置スペース等を確保するために長いバックフォーカスが必要であり、小型化並びに広角化が困難である。

また、フォーカシングに関しては、例えば、マニュアルフォーカス操作のための機構との組み合わせ等で主に第 1レンズ群あるいは第 2レンズ群を移動させてフォーカシングを行っているため、被写体距離の変動に対し画角変化が大きいといった問題がめつに。

これは、一眼レフカメラ等の交換レンズにおけるオートフォーカス (AF)に関しては、フォーカシングの際の画角変化は測距システムの違いにより問題にならないが、レンズー体型デジタルスチルカメラ等における AFに関しては、撮像素子によって得られたデータをもとにフォーカス位置を算出しているために、フォーカシングの際の画角変化が発生することは、処理上大きな問題となるためである。

さらにまた、メカ的構造上においても大きなレンズ群をフォーカス群として用いることは、駆動機構が大きくなり、 AFの応答速度にも大きく影響を及ぼすといった問題があつ 7こ。

本発明は、上記したような従来の技術が有する問題点を解消し、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなど、レンズ一体型カメラ等の撮像装置に用いて有用なズームレンズ系と提供することを目的とする。

また、本発明は、コンパクトで広角側カゝら望遠側までカバーしつつ、高速 AFに最適で撮影距離によらず高い結像性能を有するズームレンズ系を使用した撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係るズームレンズ系は、少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1と、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2と、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3と、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4と、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5と、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6とを含み、上記レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、無限遠撮影時の広角端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DWG-j)、無限遠撮影時の望遠端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DT(H)としたとき、以下の条件式 (1)、（2)、（3)、（4)、（5)を満足し、

(1) DW(l-2) < DT(l-2)

(2) DW(2-3) >DT(2-3)

(3) DW(3-4) >DT(3-4)

(4) DW(4-5) < DT(4-5)

(5) DW(5-6) < DT(5— 6)

かつ、第 4レンズ群 GR4が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われる。また、本発明に係る撮像装置は、複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系と、ズームレンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、ズームレンズ系は、少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1と、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2と、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3と、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4と、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5と、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6とを含み、上記レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、無限遠撮影時の広角端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DW(i-j)、無限遠撮影時の望遠端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DT(i-j)としたとき、以下の条件式（1)、（2)、（3)、（4)、（5)を満足し、

(1) DW(l-2) < DT(l-2)

(2) DW(2-3) >DT(2-3)

(3) DW(3-4) >DT(3-4)

(4) DW(4-5) < DT(4-5)

(5) DW(5-6) < DT(5— 6)

かつ、第 4レンズ群 GR4が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われる。

本発明に係るズームレンズ系は、正負正負正負の少なくとも 6個のレンズ群を設け、変倍時に各レンズ群間隔を変化させることにより、レンズ全系の移動量が比較的少ないコンパクトでかつ高倍率を達成することができる。また、第 4レンズ群 GR4をフォーカス群とすることによって、従来の第 1レンズ群や第 2レンズ群をフォーカス群とする場合に比較してフォーカス群を小型に構成できるため、駆動機構を小型化することが可能になり、高速 AF (オートフォーカス)も可能になる。さらに、最終群に負群を配し、像を一気に拡大することで、最至近撮影距離を短くすることができ、かつ撮影距離によらず、高い結像性能を達成することができる。

また、本発明に係るズームレンズ系を用いた撮像装置は、ズームレンズ系の小型化が図られることから装置自体の小型化を図ることができ、しかも、高速 AFが可能となるため、使い勝手がよぐまた、広角側力も望遠側までカバーし、撮影距離によらず高画質の画像を取得することができる。

本発明のさらに他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態から一層明らかにされるであろう。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明に係るズームレンズ系の第 1の実施の形態のレンズ構成を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明に係るズームレンズ系の第 1の実施例の各種収差図を示すものであり、広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

[図 3]図 3は、第 1の実施例の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

[図 4]図 4は、第 1の実施例の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す

[図 5]図 5は、本発明ズームレンズ系の第 2の実施の形態のレンズ構成を示す図である。

[図 6]図 6は、本発明に係るズームレンズ系の第 2の実施例の各種収差図を示すものであり、広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

[図 7]図 7は、第 2の実施例の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

[図 8]図 8は、第 2の実施例の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。

[図 9]図 9は、本発明に係るズームレンズ系の第 3の実施の形態のレンズ構成を示す図である。

[図 10]図 10は、本発明に係るズームレンズ系の第 3の実施例のは広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。

[図 11]図 11は、第 3の実施例の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

[図 12]図 12は、第 3の実施例の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。 [図 13]図 13は、本発明に係るズームレンズ系を適用した撮像装置の一実施の形態を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

以下に、本発明に係るズームレンズ系及び撮像装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

本発明に係るズームレンズ系は、少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1と、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2と、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3と、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4と、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5と、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6とを含み、各レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、無限遠撮影時の広角端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DW(i-j)、無限遠撮影時の望遠端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DT(H)としたとき、以下の条件式（1)、（2)、（3)、（4)、（5)を満足し、かつ、上記第 4レンズ群 GR4が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われる。

(1) DW(l-2) < DT(l-2)

(2) DW(2-3) >DT(2-3)

(3) DW(3-4) >DT(3-4)

(4) DW(4-5) < DT(4-5)

(5) DW(5-6) < DT(5— 6)

上述したように、正負正負正負の少なくとも 6個のレンズ群を設け、変倍時に各レンズ群間隔を変化させることにより、レンズ全系の移動量が比較的少ないコンパクトでかつ高倍率なズームレンズ系を達成することができる。また、第 4レンズ群 GR4をフォ一カス群とすることによって、従来の第 1レンズ群や第 2レンズ群をフォーカス群とする場合に比較してフォーカス群を小型に構成することができるため、駆動機構を小型化することが可能になり、高速 AF (オートフォーカス)も可能になる。さらに、最終群に負群を配し、像を一気に拡大することで、最至近撮影距離を短くすることができ、かつ、撮影距離によらず、高、結像性能を達成することができる。

条件式（1)は、広角端から望遠端への変倍に際しての、第 1レンズ群 GR1と第 2レンズ群 GR2との間の間隔を規定するものであり、条件式 (2)は、広角端から望遠端への変倍に際しての第 2レンズ群 GR2と第 3レンズ群 GR3との間の間隔を規定するものであり、これらを満足することで広角端力望遠端まで大きな変倍作用をもたすことができる。

条件式 (3)は、広角端から望遠端への変倍に際しての、第 3レンズ群 GR3とフォーカス群である第 4レンズ群 GR4との間の間隔を規定するものであり、条件式 (4)は、広角端から望遠端への変倍に際してのフォーカス群である第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5との間の間隔を規定するものであり、これらを満足することで像面湾曲の変動を抑えるばかりでなぐ被写体距離の変化により発生する球面収差の変動を、フオーカスレンズ群 GR4の前後間隔を変化させることによって逆方向に発生させて打ち消すことで良好に補正することができる。

条件式 (5)は、広角端から望遠端への変倍に際しての、第 5レンズ群 GR5と第 6レンズ群 GR6との間の間隔を規定するものであり、これらを満足することで諸収差を良好に補正しつつ、変倍作用をもたせることができる。

フォーカス群である第 4レンズ群 GR4は、 1つの負レンズによって構成され、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4、全系の広角端での焦点距離を、第 4レンズ群 GR4 の d線での屈折率を Ndg4、第 4レンズ群 GR4の d線でのアッベ数を Vdg4としたとき、以下の条件式 (6)、（7)、（8)を満足することが望ましい。

(6) 1.5 < |fg4/lw| < 3.5

(7) 1.8 < Ndg4

(8) 25 < Vdg4

フォーカス群である第 4レンズ群 GR4を 1つの負レンズによって構成することにより、フォーカス群を軽量ィ匕することができ、これによつて駆動機構の小型化が可能になり、ひいては AF速度の向上にも寄与することができる。

条件式 (6)は、負の屈折力を有するフォーカス群である第 4レンズ群 GR4の焦点距離とレンズ全系における広角端での焦点距離との比率を規定するものである。 |f_g4/lw Iの値が 1. 5を下回ると、フォーカス群の負のパワーが強くなりすぎて、広角端での近接撮影時において像面湾曲がオーバーに発生し性能劣化が大きくなるばかりか、フオーカス群の移動量に対する像面変動量が大きくなり、 AF制御上好ましくない。また、 |fg4/l |の値が 3. 5を上回るとフォーカス群の負のパワーが弱くなりすぎてフォー力ス群の可動範囲が大きくなり、レンズ系全体の小型化が困難になる。

条件式（7)は、負の屈折力を有するフォーカス群である第 4レンズ群 GR4の屈折率を規定するものである。 Ndg4の値が 1. 8を下回ると、像面湾曲並びに球面収差の発生量が大きくなり、これを補正することはレンズ系全体でも困難となる。

条件式 (8)は、負の屈折力を有するフォーカス群である第 4レンズ群 GR4の色収差の発生量を規定するものである。 Vdg4の値が 25を上回ると、近接撮影時での色収差の発生量が大きくなり、これを補正することはレンズ系全体でも困難となる。

変倍に際し、第 3レンズ群 GR3と第 5レンズ群 GR5は、光軸上に沿って一体的に移動することが望ましい。これによつて、第 3、 4、 5レンズ群 GR3、 GR4、 GR5を 1つのカム筒で構成することができ、その中でフォーカス群である第 4レンズ群 GR4を動かすようにすれば、メカ構成上容易になるだけでなぐ製造上の公差が厳しくなりがちな第 3、 4、 5レンズ群 GR3、 GR4、 GR5の相対的な位置出しが容易になる。

広角端におけるバックフォーカス (空気換算長）を Twbfとし、全系の広角端での焦点距離を 1 としたとき、以下の条件式 (9)を満足することが望ま、。

(9) 0.2 < Twbf/lw < 1.2

条件式（9)は、広角端における BF (バックフォーカス)長と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との比率を規定するものである。 Twbf/l の値が 0. 2を下回ると、 LPF ( ローパスフィルタ)や IR (赤外線カット)ガラスが撮像素子面に非常に近くなり、最小絞り時に LPFや IRガラスに付着したゴミゃ LPFや IRガラスの欠陥が目立ちやすくなる。また、 Twbf/l の値が 1. 2を上回ると、レンズ前玉径が大きくなり、小型化が困難になるだけでなぐ広角化が困難になる。特に、 Twbf/l の値が 0. 3から 0. 8の範囲にあることがさらに望ましい。

第 6レンズ群 GR6は、少なくとも物体側カゝら順に配列された負の屈折力を有する負レンズと正の屈折力を有する正レンズとを 1つずつ有し、第 6レンズ群 GR6の望遠端における横倍率を β tg6としたとき、以下の条件式（10)を満足することが望ま、。

(10) 1.1〈j8 tg6く 2.0 物体側力順に少なくとも負の屈折力を有する負レンズと正の屈折力を有する正レンズとを 1つずつ有することによって、負レンズで周辺光線を跳ね上げ、正レンズで抑えてあげることで、歪曲収差を抑えつつ、広角化が容易になり、撮像素子への入射角度も緩やかにすることができる。また、倍率色収差も効果的に補正することができる条件式（10)は、望遠端における第 6レンズ群 GR6の横倍率を規定するものである。これによつて、像を一気に拡大することができるため、レンズ全系を小型化することが可能になる。また、第 6レンズ群 GR6が大きな倍率を有することにより、大型撮像素子にもかかわらずより近距離側までの撮影が可能になり、最至近距離を稼ぐことができる。 j8 tg6の値が 1. 1を下回ると、第 6レンズ群 GR6による拡大率が小さくなり、レンズ全系の小型化が困難になるだけでなぐ最近接距離も長くなつてしまう。また、 i8 tg 6の値が 2. 0を上回ると、レンズの組み付け精度が非常に厳しくなり製造上好ましくない。

第 5レンズ群 GR5を構成するレンズの各面のうち、少なくとも 1の面を非球面によつて構成することが望ましい。これは、被写体距離の変動の際に発生する球面収差を始めとする諸収差をフォーカス群 GR4前後の間隔変動によって補正していることは上述した通りである力第 5レンズ群 GR5を構成するレンズの各面のうち、少なくとも 1 の面を非球面によって構成することによって、被写体距離の変動に際して発生する諸収差と倍率変動に際して発生する諸収差を同時に満足するような効果的な補正が可會になる。

広角端力望遠端への変倍に際し、第 1レンズ群 GR1は一度像面側に移動した後、物体側へ移動することが望ましい。これによつて、広角端から望遠端までの全変倍域においてレンズ全長をコンパクトなサイズに抑えつつ、高い光学性能を達成できる広角端から望遠端への変倍に際し、第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5との間の間隔が広角端から中間焦点距離までは減少し、中間焦点距離から望遠端までは増大し、無限遠撮影時の望遠端における第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5との間の間隔を DT(4-5)とし、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4としたとき、以下の条件式 (11)を満足することが望ましい。

(l l) 3< |fg4/DT(4-5) |< 6

本実施に形態のズームレンズ系にお、ては、第 4レンズ群 GR4であるフォーカス群が第 3、 5レンズ群 GR3、 GR5の間に位置することで変倍'合焦時の収差補正を行つているが、特に、第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5との間の間隔を上記のごとく変化させることによって、ズーム'フォーカス全域での収差変動を抑えて高い結像性能を保ちながら、大型撮像素子においても至近距離までも合焦させることが可能となる条件式（11)は、望遠端における、フォーカス群である第 4レンズ群 GR4の可動範囲と焦点距離との比率を規定するものである。 |fg4/DT(4-5) Iの値が 3を下回ると、第 4レンズ群 GR4のパワーが弱くなり DT(4- 5) (フォーカス群の可動範囲）が長くなり、フオーカス部が大型化し好ましくない。一方、 |fg4/DT(4-5) Iの値が 6を上回ると、第 4レンズ群 GR4のパワーが強くなり、近距離撮影時の収差変動が大きくなつてしまい好ましくない。

第 2レンズ群 GR2を構成するレンズの各面のうち、少なくとも 1の面を非球面によつて構成することが望ましい。これにより、広角端における歪曲収差やコマ収差を効果的に補正することができ、コンパクト化と高性能化を達成することができる。

第 6レンズ群 GR6を構成するレンズの各面のうち、少なくとも 1の面を非球面によつて構成することが望ましい。これにより、周辺域での像面湾曲やコマ収差を効果的に補正することが可能になる。

近接撮影時の色収差の変動を抑えた、場合には、フォーカス群である第 4レンズ群 GR4を構成している負レンズは、 2枚以上のレンズを貼り合わせたものであってもよい以下に、本発明に係るズームレンズ系の 3つの実施例について図 1乃至図 12及び表 1乃至表 11を参照して説明する。

なお、各実施例において非球面が用いられる力非球面形状は次の第 1式によつて表される。

[数 1]

ここで、

y :光軸と垂直な方向の高さ

X：レンズ面頂点からの光軸方向の距離

c：レンズ頂点での近軸曲率

K:コーニック定数

A¹:第 i次の非球面係数

である。

図 1は、本発明に係るズームレンズ系のレンズの構成を示し、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6が配設されてなり、広角端力望遠端までの変倍に際し、各レンズ群は実線矢印で示すように光軸上を移動する。第 1レンズ群 GR1は、正レンズ G1で構成される。第 2レンズ群 GR2は、負レンズ G2と、撮像面側に複合非球面を有する負レンズ G3と、正レンズ G4とで構成されている。第 3レンズ群 GR3は、物体側に複合非球面を有する正レンズ G5と、絞り Sと、負レンズ G6と撮像面側に非球面を有する正レンズ G7との接合レンズとで構成されている。第 4レンズ群 GR4は、負レンズ G8で構成されている。第 5レンズ群 GR 5は、両面に非球面を有する正レンズ G9で構成される。第 6レンズ群 GR6は、負レンズ G 10と正レンズ G 11との接合レンズと、正レンズ G 12で構成されて!、る。

この第 1の実施の形態、後述する第 2及び第 3の実施の形態において、ズームレンズ系の最終レンズ面と撮像面 IMGとの間に平行平面板状のローパスフィルタ LPFが介挿されている。なお、ローノスフィルタ LPFとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルタ等の適用が可能である。表 1に、第 1の実施の形態に諸元の値を与えた第 1の実施例を示す。この第 1の実施例 1及び後に説明する各実施例の諸元表中の fは焦点距離、 FNoは Fナンバー、 ωは半画角、 Rは曲率半径、 Dはレンズ面間隔、 Ndは d線（ λ =587.6nm)に対する屈折率、 Vdは d線に対するアッベ数を示す。また、「ASP」で示した面は非球面であることを示す。曲率半径「INFINITY」は平面であることを示す。

[表 1]

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第 1レンズ群 GR1と第 2レンズ群 GR2との間の面間隔 D2、第 2レンズ群 GR2と第 3レンズ群 GR3との間の面間隔 D9、第 3レンズ群 GR3と第 4レンズ群 GR4との間の面間隔 D16、第 4レンズ群 GR 4と第 5レンズ群 GR5との間の面間隔 D18、第 5レンズ群 GR5と第 6レンズ群 GR6との間の面間隔 D20、第 6レンズ群 GR6とローパスフィルタ LPFとの間の面間隔 D25 が変化する。

そこで、表 2に各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値を焦点距離 f、 Fナンバー Fno.及び半画角 _ωと共に示す。

[表 2]

第 7面、第 10面、第 16面、第 19面及び第 20面の各レンズ面は非球面で構成されており、非球面係数は表 3に示す通りである。なお、表 3及び以下の非球面係数を示す表において「E—i」は 10を底とする指数表現、すなわち、「10— を表しており、例えば、「0.12345E- 05」は「0.12345 X 10^_5」を表している。

[表 3]

面 No. K A* A* A* Α»ο

7 •1.092E-01 •2.822E-05 -6.366Ε 8 6. E-11 •7.54E-13

10 O.00OE+00 -2.071E-05 •2.457Ε-08 -3.06E-10 2.03E-12

16 2.549E-01 3.840B-06 -2.542Ε-08 •2.74Ε-09 2.67Ε 11

19 O.OOOE+00 2.296E-05 -4.800Ε-07 9.29Ε-09 -1.23E-10

20 0.00OE+OO 6.366E-06 -6.296Ε-07 1.12B-08 -1.35E-10 図 2乃至図 4に上記数値実施例 1の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図 2は広角端 (f= 14.71)、図 3は広角端と望遠端との中間焦点距離 (f =32.0597)、図 4は望遠端 (f= 69.8725)における諸収差図を示すものである。

図 2乃至図 4の各収差図において、球面収差では縦軸は開放 F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線が d線、破線力線、点線力 ½線での球面収差を表す。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線力 Sメリジォナルの像面を表す。歪曲収差は縦軸が像高を表し、横軸は歪曲収差率を表す。

上述した第 1の実施例 1にあっては、後述する表 10及び表 11に示すように、条件式 1乃至 11を満足し、また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離及び望遠端にお!ヽて、各収差ともバランス良く補正されて、る。

図 5は、本発明に係るズームレンズ系の第 2の実施の形態を示し、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR3、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6が配列されてなり、第 1レンズ群 GR1は、正レンズ G1で構成される。第 2レンズ群 GR2は、物体側に複合非球面を有する負レンズ G2と、負レンズ G3と、正レンズ G4と、負レンズ G5とで構成されている。第 3レンズ群 GR3は、両面に非球面を有する正レンズ G6と、絞り Sと、負レンズ G7と正レンズ G8の接合レンズとで構成されている。第 4レンズ群 GR4は、負レンズ G9で構成されている。第 5レンズ群 GR5は、両面に非球面を有する正レンズ G10で構成される。第 6レンズ群 GR6は、負レンズ G11と、負レンズ G12と、正レンズ G13とで構成されている。

表 4に、上述した第 2の実施の形態に具体的数値を適用した第 2の実施例を示す。

[表 4] 面 No. R D Nd Vd

1 61.208 5.749 1.4970 81.608

2 453.103 variable

3 109.374 ASP 0.200 1.5361 41.207

4 71.011 1.500 1.8830 40.805

5 16.719 8.717

6 •84.775 1.300 1.8350 42.984

7 62.847 1.306

8 61.963 3.69V 1.9229 20.880

9 -82.497 2.021

10 -31.659 1.218 1.8350 42.984

11 -52.88S variable

12 19.011 ASP 4.917 1.6325 63.756

13 -53.964 ASP 4.155

絞り INFINITY 3.000

15 53.249 0.900 1.9037 31.312

16 11.333 4.643 1.6180 63.396

17 -47.031 variable

18 •567.820 1.000 1.8830 40.805

19 41.637 variable

20 82.577 ASP 2.400 1.5831 59.461

21 -42.774 ASP variable

22 -15.375 1.100 1.8350 42.984

23 .24.965 1.800

24 -14.073 1.200 1.6968 55.460

25 -27.569 0.649

26 200.000 2.804 1.9229 20.880

27 •47.868 variable

28 INFINITY 2.820 1.5168 64.198

29 INFINITY 1.000

30 INFINITY 0.500 1.5567 58.649

31 INFINITY 1.000

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第 1レンズ群 GR1と第 2レンズ群 GR2との間の面間隔 D2、第 2レンズ群 GR2と第 3レンズ群 GR3との間の面間隔 Dl l、第 3レンズ群 GR3と第 4レンズ群 GR4との間の面間隔 D17、第 4レンズ群 G R4と第 5レンズ群 GR5との間の面間隔 D19、第 5レンズ群 GR5と第 6レンズ群 GR6との間の面間隔 D21、第 6レンズ群 GR6とローパスフィルタ LPFとの間の面間隔 D27 が変化する。そこで、表 5に上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値を焦点距離 f、 Fナンバー Fno.及び半画角 ωとともに示す。

[表 5]

第 3面、第 12面、第 13面、第 20面及び第 21面の各レンズ面は非球面で構成されており、非球面係数は表 6に示す通りである。

[¾6]

図 6乃至図 8に、第 2の実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれし、図 6は広角端 (f= 14.700)、図 7は広角端と望遠端との中間焦点距離 (f =35.4023)、図 8は望遠端 (f =85.2599)における諸収差図を示す。

図 6乃至図 8の各収差図において、球面収差では縦軸は開放 F値との割合、横軸でフォーカスをとり、実線が d線、破線力 ^線、点線力 ½線での球面収差を表す。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジォナルの像面を表す。歪曲収差は縦軸が像高を表し、横軸は歪曲収差率を表す。

上述の第 2の実施例にあっては、後述する表 10及び表 11に示すように、条件式 1 乃至 11を満足し、また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離及び望遠端にぉ、て、各収差ともノランス良く補正されてヽ

図 9は、本発明に係るズームレンズ系の第 3の実施の形態のレンズ構成を示し、物体側より順に、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR3、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6が配列されてなり、第 1レンズ群 GR1は、負レンズ G1と正レンズ G2の接合レンズと、正レンズ G3で構成される。第 2レンズ群 Gr2は、物体側に複合非球面を有する負レンズ G4と、負レンズ G5と、正レンズ G6と、負レンズ G7とで構成されている。第 3 レンズ群 GR3は、両面に非球面を有する正レンズ G8と、絞り Sと、負レンズ G9と正レンズ G10の接合レンズとで構成されている。第 4レンズ群 GR4は、負レンズ G11で構成されている。第 5レンズ群 GR5は、両面に非球面を有する正レンズ G 12で構成される。第 6レンズ群 GR6は、負レンズ G13と、負レンズ G14と、正レンズ G15とで構成されている。

表 7に、上述した第 3の実施の形態のレンズ系に具体的数値を適用した第 3の実施例を示す。

[表 7]

面 No. R D Nd Vd

1 183.226 1.500 1.6477 33.841

2 72.384 4.000 1.6230 68.122

3 172.155 0.200

4 69.943 4.092 1.7725 49.624

5 298.241 variable

6 95.817 ASP 0.200 1.5361 41.207

7 G9.272 1.500 1.8830 40.805

8 15.456 7.474

9 -97.927 1.300 1.7725 49.624

10 40.837 0.630

11 39.617 3.186 1.9229 20.880

12 -304.336 2.793

13 -25.835 1.279 1.8350 42.984

14 -34.463 variable

15 19.823 ASP 5.000 1.6180 63.396

16 ■42.552 ASP 5.000

絞り INFINITY 1.580

18 60.961 0.900 1.9037 0.313

19 12.616 5.500 1.6180 63.396

20 ■32.237 variable

21 -323.626 1.000 1.8830 40.805

22 32.230 variable

23 64.803 ASP 3.007 1.5831 59,461

24 -30.077 ASP variable

25 15.089 1.100 1.8350 42.984

26 ■33.111 2.904

27 -13.200 1.200 1.5209 64.097

28 -23.078 0.814

29 200.000 2.785 1.9229 20.880

30 -52.191 variable

31 INFINITY 2.820 1.5168 64.198

32 INFINITY 1.000

33 INFINITY 0.500 1.5567 58.649

34 INFINITY 1.000

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第¹レンズ群 ^GR1と第²レンズ群 GR2との間の面間隔 D5、第 2レンズ群 GR2と第 3レンズ群 GR3との間の面間隔 D14、第 3レンズ群 GR3と第 4レンズ群 GR4との間の面間隔 D20、第 4レンズ群 G R4と第 5レンズ群 GR5との間の面間隔 D22、第 5レンズ群 GR5と第 6レンズ群 GR6との間の面間隔 D24、第 6レンズ群 GR6とローパスフィルタ LPFとの間の面間隔 D30 が変化する。そこで、表 8に上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値を焦点距離 f、 Fナンバー Fno.及び半画角 ωとともに示す。

[表 8]

第 6面、第 15面、第 16面、第 23面及び第 24面の各レンズ面は非球面で構成されており、非球面係数は表 9に示す通りである。

[表 9]

図 10乃至図 12に上記数値実施例 3の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図 10は広角端 (f= 14.700)、図 11は広角端と望遠端との中間焦点距離 (f=35 .087)、図 12は望遠端 (f =83.7453)における諸収差図を示すものである。図 10乃至図 12の各収差図において、球面収差では縦軸は開放 F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線が d線、破線力線、点線力 ½線での球面収差を表す。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジォナルの像面を表す。歪曲収差は縦軸が像高を表し、横軸は歪曲収差率を表す。

第 3の実施例 3にあっては、後述する表 10及び表 11に示すように、条件式 1乃至 1 1を満足し、また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離及び望遠端にぉ、て、各収差ともノランス良く補正されて、る。

上述の第 1実施例 1乃至第 3の実施例の条件式（1)乃至（5)対応値を表 10に、また、条件式 (6)乃至（11)対応値を表 11に、それぞれ示す。

[表 10] 数値実施例

式（1) DW.U— 2) DT (1— 2)

1 1.000 43.456

2 1.000 51.460

3 1.000 47.327

式 (2) DW (2- 3) DT (2 - 3)

1 36.851 1.366

2 38.369 1.000

3 33.950 1.000

式 (3) DW (3- 4) DT (3 - 4)

1 3.937 2.544

2 2.100 1.800

3 2.621 1.800

式（4) DW (4— 5) DT (4— 5)

1 6.037 7.430

2 8.636 8.935

3 7.380 7.580

式 (5) DW (5 - 6) DT (5 - 6)

1 4.829 15.086

2 2.800 12.179

3 2.560 9.304

[表 11] 数値実施例 1 %4 ftv l Ndg4 Vdg4 Twbf/fw 6tg6 | ¾4 DT(4-5) |

1 2.336 1.904 31.319 0.457 1.394 4.625

2 2.969 1.883 40.805 0.420 1.656 4.885

3 2.242 1.883 40.805 0.352 1.844 4.348

なお、上述の各実施の形態で示すズームレンズの各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ (つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されている力これに限らず、例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折，回折ハイブリッド型レンズ、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で各レンズ群を構成してもよい。

また、光学的なパワーを有しない面 (例えば、反射面、屈折面、回折面)を光路中に配置することにより、ズームレンズ系の前後又は途中で光路を折り曲げるようにしてもよい。折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよぐ光路の適正な折り曲げにより、カメラの見かけ上の薄型化を達成することが可能である。

また、本発明においては、レンズ系を構成するレンズ群のうち、 1つ又は複数のレンズ群、あるいは 1つのレンズ群の一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、像をシフトさせることも可能であり、カメラのブレを検出する検出系、上記レンズ群をシフトさせる駆動系、検出系の出力に従って駆動系にシフト量を与える制御系と組み合わせることにより、防振光学系として機能させることが可能である。

特に、本発明においては、第 3、 4、 5レンズ群の一部、あるいは全体を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、少ない収差変動で像をシフトさせることが可能である。第 3レンズ群は開口絞りの近傍に配置されるので、軸外光束が光軸付近を通過するので、シフトさせた際に発生するコマ収差の変動が少ないからである。

図 13に、本発明に係る撮像装置の実施の形態を示す。

図 13に示す撮像装置 10は、ズームレンズ 20を備え、ズームレンズ 20によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子 30を有する。なお、撮像素子 30としては、例えば、 CCD (Charge Coupled Device)や CMOS (Complementary Metaト Oxid e Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。上記ズームレンズ 20には本発明に係るズームレンズ系を適用することができ、図 13では、図 1に示した第 1の実施の形態のズームレンズ 1の各レンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第 1の実施の形態のズームレンズ 1だけでなぐ第 2、第 3の実施の形態のズームレンズ 2、 3を使用することができる。

上述の撮像素子 30によって生成された電気信号は、映像分離回路 40によってフオーカス制御用の信号が制御回路 50に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路 50には、例えば、フォーカスリングやフォーカススィッチの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、フオーカススィッチによるフォーカス指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべぐドライバ回路 60を介して駆動部 70を動作させて、第 4レンズ群 GR4を所定の位置へと移動させる。各センサ 80によって得られた第 4レンズ群 GR4の位置情報は制御回路 50に入力されて、ドライバ回路 60へ指令信号を出力する際に参照される。また、 AF時においては制御回路 50は上記映像分離回路 40から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、例えば、第 4レンズ群 GR4をドライバ回路 60を介して制御する。

上記した撮像装置 10は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれた PDA (Personal Digital Assistant)等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。

なお、上述した各実施の形態及び各実施例にお!、て示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体ィ匕の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

Claims

請求の範囲 [1] 1.少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1と、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2と、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3と、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4と、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5と、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6とを含み、上記レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、無限遠撮影時の広角端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DWG- j)、無限遠撮影時の望遠端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DT( i-j)としたとさ、以下の条件式 (1)、（2)、（3)、（4)、 (5)を満足し、

(1) DW(l-2) < DT(l-2)

(2) DW(2-3) >DT(2-3)

(3) DW(3-4) >DT(3-4)

(4) DW(4-5) < DT(4-5)

(5) DW(5-6) < DT(5— 6)

かつ、上記第 4レンズ群 GR4が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われることを特徴とするズームレンズ系。

[2] 2.上記第 4レンズ群 GR4は 1つの負レンズで構成され、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4、全系の広角端での焦点距離を、第 4群レンズ GR4の d線での屈折率を Nd g4、第 4レンズ GR4の d線でのアッベ数を Vdg4としたとき、以下の条件式（6)、（7)、 ( 8)を満足することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

(6) 1.5 < |fg4/lw| < 3.5

(7) 1.8 < Ndg4

(8) 25 < Vdg4

[3] 3.上記第 3レンズ群 GR3と第 5レンズ群 GR5は、変倍に際し、が光軸上に沿って一体的に移動することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

[4] 4.上記ズームレンズ系の広角端におけるバックフォーカス (空気換算長）を Twbfとし、全系の広角端での焦点距離 ^としたとき、以下の条件式 (9)を満足することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

(9) 0.2 < Twbf/lw < 1.2

[5] 5.上記第 6レンズ群 GR6は、少なくとも物体側力も順に配列された負の屈折力を有する負レンズと正の屈折力を有する正レンズとを 1つずつ有し、第 6レンズ群 GR6の望遠端における横倍率を β tg6としたとき、以下の条件式（10)を満足することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

(10) 1.1〈j8 tg6く 2.0

[6] 6.上記第 5レンズ群 GR5を構成するレンズの各面のうち少なくとも 1の面は、非球面によって構成されたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

[7] 7.上記第 1レンズ群 GR1は、広角端から望遠端への変倍に際し、一度像面側に移動した後物体側へ移動することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

[8] 8.広角端から望遠端への変倍に際し、上記第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5との間の間隔が広角端力も中間焦点距離までは減少し、中間焦点距離から望遠端までは増大し、無限遠撮影時の望遠端における第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5 との間の間隔を DT(4-5)とし、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4としたとき、以下の条件式（11)を満足することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のズームレンズ系。

(11) 3< |fg4/DT(4-5) |< 6

[9] 9.複数の群力成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系と、上記ズームレンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、

上記ズームレンズ系は、少なくとも、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第 1レンズ群 GR1と、負の屈折力を有する第 2レンズ群 GR2と、正の屈折力を有する第 3レンズ群 GR3と、負の屈折力を有する第 4レンズ群 GR4と、正の屈折力を有する第 5レンズ群 GR5と、負の屈折力を有する第 6レンズ群 GR6とを含み、

上記レンズ群の間の間隔を変化させることにより変倍を行い、

無限遠撮影時の広角端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DWG- j)、無限遠撮影時の望遠端における第 iレンズ群と第 jレンズ群との間の群間隔を DT(i -j)としたとき、

以下の条件式 (1)、（2)、（3)、（4)、 (5)を満足し、

(1) DW(l-2) < DT(l-2)

(2) DW(2-3) >DT(2-3)

(3) DW(3-4) >DT(3-4)

(4) DW(4-5) < DT(4-5)

(5) DW(5-6) < DT(5— 6)

かつ上記第 4レンズ群 GR4が光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われることを特徴とする撮像装置。

[10] 10.上記第 4レンズ群 GR4は 1つの負レンズで構成され、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4、全系の広角端での焦点距離を、第 4群レンズ GR4の d線での屈折率を Ndg4、第 4レンズ GR4の d線でのアッベ数を Vdg4としたとき、以下の条件式（6)、 (7) 、 (8)を満足することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

(6) 1.5 < |fg4/lw| < 3.5

(7) 1.8 < Ndg4

(8) 25 < Vdg4

[11] 11.上記第 3レンズ群 GR3と第 5レンズ群 GR5は、変倍に際し、光軸上に沿って一体的に移動することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

[12] 12.上記ズームレンズ系の広角端におけるバックフォーカス（空気換算長）を Twbfとし、全系の広角端での焦点距離 ¾ としたとき、以下の条件式 (9)を満足することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

(9) 0.2 < Twbf/lw < 1.2

[13] 13.上記第 6レンズ群 GR6は、少なくとも物体側力順に配列された負の屈折力を有する負レンズと正の屈折力を有する正レンズとを 1つずつ有し、第 6レンズ群 GR6 の望遠端における横倍率を β tg6としたとき、以下の条件式（10)を満足することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

(10) 1.1〈j8 tg6く 2.0

[14] 14.上記第 5レンズ群 GR5を構成するレンズの各面のうち少なくとも 1の面は、非球面によって構成されたことを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

[15] 15.上記第 1レンズ群 GR1は、広角端から望遠端への変倍に際し、一度像面側に移動した後物体側へ移動することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

[16] 16.広角端から望遠端への変倍に際し、上記第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR5 との間の間隔が広角端から中間焦点距離までは減少し、中間焦点距離から望遠端までは増大し、無限遠撮影時の望遠端における第 4レンズ群 GR4と第 5レンズ群 GR 5との間の間隔を DT(4-5)とし、第 4レンズ群 GR4の焦点距離を fg4としたとき、以下の条件式 (11)を満足することを特徴とする請求の範囲第 9項記載の撮像装置。

(l l) 3< |fg4/DT(4-5) |< 6