JP3458692B2

JP3458692B2 - ズームレンズ装置

Info

Publication number: JP3458692B2
Application number: JP04509798A
Authority: JP
Inventors: 哲生河野
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: JPH11242160A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズを備
えたズームレンズ装置に関するものであり、特にデジタ
ルスチルカメラに適した、小型で高変倍のズームレンズ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの普及に
伴い、手軽に画像を取り込めるデジタルスチルカメラが
普及しつつある。その普及とともに小型，低コスト，高
変倍のデジタルスチルカメラが要望されており、撮影光
学系にも小型化，低コスト化，高変倍化が求められてい
る。また、デジタルスチルカメラにはより高い画質も求
められている。デジタルスチルカメラによる画質は固体
撮像素子の画素数によって一般に決まるが、現在主流に
なっているのは３３万画素程度のいわゆるＶＧＡクラス
のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＶＧＡクラスの撮影光
学系としては、高変倍，低コストの民生用ムービーカメ
ラの光学系を代用することができる。しかし、ＶＧＡク
ラスの画質は銀塩カメラの画質と比較すると格段に低い
ため、高画質の要望には応えられない。高画質の画像を
得るためには１００万画素以上の画素数が必要である
が、画素数の増加に伴って撮影光学系にも高い光学性能
が必要になる。しかし、１００万画素以上の画質を満足
する撮影光学系のほとんどは単焦点レンズである。ズー
ムレンズ(特に高変倍ズームレンズ)となると、一眼レフ
カメラ用交換レンズか又は業務用ビデオカメラのズーム
レンズを流用するしかない。しかし、これらのズームレ
ンズは非常に大きく高価である。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、高画質の画像を得ることができる、コ
ンパクト，低コスト，高変倍のズームレンズを備えたズ
ームレンズ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のズームレンズ装置は、物体側から順に、ズ
ームレンズと、このズームレンズが形成した光学像を受
光する固体撮像素子と、を備えており、このズームレン
ズに以下の特徴がある。第１の発明のズームレンズは、
物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、
負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有す
る第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群
と、で構成され、変倍の際に前記第３レンズ群が固定さ
れた状態で前記第１レンズ群，第２レンズ群及び前記第
４レンズ群が移動するズームレンズであって、以下の条
件式(1)及び(2)を満足し、前記第２レンズ群に以下の条
件式(4)を満足する非球面を有することを特徴とする。 -5.0＜M1／Ymax＜-1.0 …(1) -1.0＜M4／M2＜-0.1 …(2) 0＜(x-x0)／(N'-N)＜0.9 …(4) ただし、 M1 ：広角端に対する望遠端での第１レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 M2 ：広角端に対する望遠端での第２レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 M4 ：広角端に対する望遠端での第４レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 Ymax：最大像高、x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。

【０００６】第２の発明のズームレンズは、物体側から
順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワー
を有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レン
ズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、で構成さ
れ、変倍の際に前記第３レンズ群が固定された状態で前
記第１レンズ群，第２レンズ群及び前記第４レンズ群が
移動するズームレンズであって、以下の条件式(1)及び
(3)を満足し、前記第２レンズ群に以下の条件式(4)を満
足する非球面を有することを特徴とする。 -5.0＜M1／Ymax＜-1.0 …(1) 0.2＜log(β2T／β2W)／log(Z)＜0.9 …(3) 0＜(x-x0)／(N'-N)＜0.9 …(4) ただし、 M1 ：広角端に対する望遠端での第１レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 Ymax：最大像高、 β2W：広角端での第２レンズ群の横倍率、 β2T：望遠端での第２レンズ群の横倍率、 Z ：ズーム比(=fT/fW；fT：望遠端での全系の焦点距
離，fW：広角端での全系の焦点距離)、x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。

【０００７】

【０００８】第３の発明のズームレンズは、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第３レンズ群に以下
の条件式(5)を満足する非球面を有することを特徴とす
る。 -0.35＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(5) ただし、 x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。

【０００９】第４の発明のズームレンズは、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第４レンズ群に以下
の条件式(6)を満足する非球面を有することを特徴とす
る。 -0.85＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(6) ただし、 x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。

【００１０】

【００１１】さらに、第５の発明のズームレンズは、上
記第１又は第２の発明の構成において、光路中にローパ
スフィルタを有している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したズームレ
ンズを、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３は、第
１〜第３の実施の形態のズームレンズにそれぞれ対応す
るレンズ構成図であり、広角端[Ｗ]でのレンズ配置を示
している。各レンズ構成図中の矢印mj(j=1,2,3,4)は、
広角端[Ｗ]から望遠端[Ｔ]へのズーミングにおける第j
レンズ群(Gri)の移動(ただし破線矢印mjはズーミング時
固定を表す。)をそれぞれ模式的に示している。また、
各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物
体(被写体)側から数えてi番目の面であり、riに*印が付
された面は非球面である。di(i=1,2,3,...)が付された
軸上面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔の
うち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。

【００１３】第１〜第３の実施の形態は、いずれも物体
側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)
と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパ
ワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、正のパワーを有す
る第４レンズ群(Gr4)と、で構成され、広角端[Ｗ]から
望遠端[Ｔ]への変倍の際に、第３レンズ群(Gr3)が固定
の状態で、第１，第４レンズ群(Gr1,Gr4)が物体側へ単
調に移動し、第２レンズ群(Gr2)が像側へ単調に移動す
るズームレンズである。なお、第４レンズ群(Gr4)の像
側に配置されている平行平板は、ローパスフィルター(L
PF)である。

【００１４】第１の実施の形態において、各レンズ群
は、物体側から順に以下のように構成されている。第１
レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ及
び両凸レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メ
ニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群(G
r2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レン
ズ及び両凸レンズから成る接合レンズと、で構成されて
いる。第３レンズ群(Gr3)は、絞り(S)と、両凸レンズ
と、物体側に凸の負メニスカスレンズと、で構成されて
いる。第４レンズ群(Gr4)は、両凸レンズと、物体側に
凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカス
レンズと、で構成されている。

【００１５】第２の実施の形態において、各レンズ群
は、物体側から順に以下のように構成されている。第１
レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ及
び両凸レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メ
ニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群(G
r2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レン
ズと、両凸レンズと、で構成されている。第３レンズ群
(Gr3)は、絞り(S)と、両凸レンズと、物体側に凸の負メ
ニスカスレンズと、で構成されている。第４レンズ群(G
r4)は、両凸レンズと、物体側に凸の負メニスカスレン
ズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成され
ている。

【００１６】第３の実施の形態において、各レンズ群
は、物体側から順に以下のように構成されている。第１
レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ及
び両凸レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メ
ニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群(G
r2)は、物体側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レン
ズ及び両凸レンズから成る接合レンズと、で構成されて
いる。第３レンズ群(Gr3)は、絞り(S)と、両凸レンズ及
び両凹レンズから成る接合レンズと、で構成されてい
る。第４レンズ群(Gr4)は、物体側に凸の正メニスカス
レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと、で構成されて
いる。

【００１７】上記各実施の形態のように、正・負・正・
正のレンズ群で構成され、変倍の際に第３レンズ群(Gr
3)が固定された状態で第１，第２，第４レンズ群(Gr1,G
r2,Gr4)が移動するタイプのズームレンズにおいては、
次の条件式(1)を満足することが望ましい。 -5.0＜M1／Ymax＜-1.0 …(1) ただし、 M1 ：広角端[Ｗ]に対する望遠端[Ｔ]での第１レンズ群
(Gr1)の位置の変化量(物体側方向を負とする。)、 Ymax：最大像高、である。

【００１８】条件式(1)は、主に全長と前玉径とをバラ
ンス良く保つ上で望ましい、第１レンズ群(Gr1)の変倍
の際の移動量を規定している。条件式(1)の下限を超え
ると、第１レンズ群(Gr1)の変倍の際の移動量が大きく
なり過ぎるため、望遠端[Ｔ]での全長が増大するととも
に、望遠端[Ｔ]での周辺照度を確保するために前玉径の
増大を招くことになる。逆に、条件式(1)の上限を超え
ると、第１レンズ群(Gr1)の変倍の際の移動量が少なく
なり過ぎるため、広角端[Ｗ]での全長が増大するととも
に、広角端[Ｗ]での周辺照度を確保するために前玉径の
増大を招くことになる。

【００１９】上記各実施の形態のように、正・負・正・
正のレンズ群で構成され、変倍の際に第３レンズ群(Gr
3)が固定された状態で第１，第２，第４レンズ群(Gr1,G
r2,Gr4)が移動するタイプのズームレンズにおいては、
次の条件式(2)を満足することが望ましく、また、前記
条件式(1)も同時に満足することが更に望ましい。 -1.0＜M4／M2＜-0.1 …(2) ただし、 M2：広角端[Ｗ]に対する望遠端[Ｔ]での第２レンズ群(G
r2)の位置の変化量(物体側方向を負とする。)、 M4：広角端[Ｗ]に対する望遠端[Ｗ]での第４レンズ群(G
r4)の位置の変化量(物体側方向を負とする。)、である。

【００２０】条件式(2)は、変倍の際の第２，第４レン
ズ群(Gr2,Gr4)の望ましい移動量比を規定している。条
件式(2)の下限を超えると、第４レンズ群(Gr4)の移動量
が相対的に大きくなり、それに伴い第４レンズ群(Gr4)
の変倍負担が大きくなるため、球面収差の補正が困難に
なる。逆に、条件式(2)の上限を超えると、第２レンズ
群(Gr2)の移動量が相対的に大きくなり、広角端[Ｗ]で
の第２レンズ群(Gr2)と絞り(S)との間隔が広がり、結果
として入射瞳位置が遠くなって前玉径の増大招くことに
なる。また、第２レンズ群(Gr2)の変倍負担が大きくな
るため、歪曲収差及び像面湾曲の補正が困難になる。

【００２１】上記各実施の形態のように、正・負・正・
正のレンズ群で構成され、変倍の際に第３レンズ群(Gr
3)が固定された状態で第１，第２，第４レンズ群(Gr1,G
r2,Gr4)が移動するタイプのズームレンズにおいては、
次の条件式(3)を満足することが望ましく、また、前記
条件式(1)も同時に満足することが更に望ましい。 0.2＜log(β2T／β2W)／log(Z)＜0.9 …(3) ただし、 β2W：広角端[Ｗ]での第２レンズ群(Gr2)の横倍率、 β2T：望遠端[Ｔ]での第２レンズ群(Gr2)の横倍率、 Z ：ズーム比(=fT/fW；fT：望遠端[Ｔ]での全系の焦
点距離，fW：広角端[Ｗ]での全系の焦点距離)、である。

【００２２】条件式(3)におけるlog(β2T／β2W)／log
(Z)は、全系の変倍のうちのどれだけを第２レンズ群(Gr
2)が負担しているかを表している。条件式(3)の下限を
超えると、第２レンズ群(Gr2)以降の変倍負担が大きく
なり過ぎるため、球面収差の補正が困難になる。逆に、
条件式(3)の上限を超えると、第２レンズ群(Gr2)の変倍
負担が大きくなり過ぎるため、歪曲収差及び像面歪曲の
補正が困難になる。

【００２３】上記各実施の形態のように、正・負・正・
正のレンズ群で構成され、変倍の際に第３レンズ群(Gr
3)が固定された状態で第１，第２，第４レンズ群(Gr1,G
r2,Gr4)が移動するタイプ{なかでも、広角端[Ｗ]から望
遠端[Ｔ]への変倍の際に、第１，第４レンズ群(Gr1,Gr
4)が物体側へ単調に移動し、第２レンズ群(Gr2)が像側
へ単調に移動するタイプ}のズームレンズにおいては、
更に良好な光学性能を得る上で非球面が有効である。例
えば第２レンズ群(Gr2)には、以下の条件式(4)を満足す
る非球面を設けることが望ましく、また、前記条件式
(1)及び(2)、又は(1)及び(3)も同時に満足することが更
に望ましい。 0＜(x-x0)／(N'-N)＜0.9 …（４）ただし、ｘ：非球面の光軸(AX)に対して垂直方向の高さでの光
軸(AX)方向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸(AX)に対して垂直方向の高さでの光
軸(AX)方向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。

【００２４】なお、非球面の面形状を表すx，基準球面
の面形状を表すx0は、具体的には以下の式(AS),(RE)で
それぞれ表される。 x＝{C0・y²}／{1+√(1-ε・C0²・y²)}+Σ(Ai・yⁱ) …(AS) x0＝{C0・y²}／{1+√(1-C0²・y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 y：光軸(AX)に対して垂直方向の高さ、 C0：基準球面の曲率(すなわち非球面の基準曲率)、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。

【００２５】条件式(4)は、非球面が第２レンズ群(Gr2)
の負のパワーを弱めるような形状であることを意味して
いる。この条件式(4)を満たすことにより、主に広角側
での歪曲収差及び像面湾曲を適切に補正することができ
る。条件式(4)の下限を超えると、広角側での正の歪曲
収差が大きくなるとともに、像面のオーバー側への倒れ
が大きくなる。逆に、条件式(4)の上限を超えると、広
角側での負の歪曲収差が大きくなるとともに、像面のア
ンダー側への倒れが大きくなる。なお、第２レンズ群(G
r2)に非球面が複数面ある場合、少なくとも１面が上記
条件式(4)を満足していれば、他の非球面は他の収差と
の兼ね合いで上記条件式(4)を満足していなくてもかま
わない。

【００２６】第３レンズ群(Gr3)には、以下の条件式(5)
を満足する非球面を設けることが望ましく、また、前記
条件式(1)及び(2)、又は(1)及び(3)も同時に満足するこ
とが更に望ましい。 -0.35＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(5)

【００２７】条件式(5)は、非球面が第３レンズ群(Gr3)
の正のパワーを弱めるような形状であることを意味して
いる。この条件式(5)を満たすことにより、主に球面収
差を適切に補正することができる。条件式(5)の下限を
超えると、主に望遠側での球面収差のオーバー傾向が著
しくなる。逆に、条件式(5)の上限を超えると、主に望
遠側での球面収差のアンダー傾向が著しくなる。なお、
第３レンズ群(Gr3)に非球面が複数面ある場合、少なく
とも１面が上記条件式(5)を満足していれば、他の非球
面は他の収差との兼ね合いで上記条件式(5)を満足して
いなくてもかまわない。

【００２８】第４レンズ群(Gr4)には、以下の条件式(6)
を満足する非球面を設けることが望ましく、また、前記
条件式(1)及び(2)、又は(1)及び(3)も同時に満足するこ
とが更に望ましい。 -0.85＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(6)

【００２９】条件式(6)は、非球面が第４レンズ群(Gr4)
の正のパワーを弱めるような形状であることを意味して
いる。この条件式(6)を満たすことにより、主に広角側
での歪曲収差及び像面湾曲、並びに望遠側での球面収差
を適切に補正することができる。条件式(6)の下限を超
えると、広角側での正の歪曲収差が大きくなるととも
に、像面のオーバー側への倒れが大きくなる。また、望
遠側での球面収差のオーバー傾向が著しくなる。逆に、
条件式(6)の上限を超えると、広角側での負の歪曲収差
が大きくなるとともに、像面のオーバー側への倒れが大
きくなる。また、望遠側での球面収差のアンダー傾向が
著しくなる。なお、第４レンズ群(Gr4)に非球面が複数
面ある場合、少なくとも１面が上記条件式(6)を満足し
ていれば、他の非球面は他の収差との兼ね合いで上記条
件式(6)を満足していなくてもかまわない。

【００３０】なお、第１〜第３の実施の形態を構成して
いる各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈
折型レンズのみで構成されているが、これに限らない。
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等で、各レン
ズ群を構成してもよい。また、各実施の形態のズームレ
ンズは、デジタルスチルカメラに適したものとなってい
るが、カメラ用の光学系に限らない。その特徴的な構成
は、カメラ以外の光学装置に使用されるズームレンズや
ズーム光学系の一部(例えば、アフォーカル系の対物部)
等に対しても適用可能である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施したズームレンズの構成
を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更
に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜３
は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応し
ており、第１〜第３の実施の形態を表すレンズ構成図
(図１〜図３)は、対応する実施例１〜３のレンズ構成を
それぞれ示している。

【００３２】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の
曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,
3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素のｄ線に対
する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。また、コ
ンストラクションデータ中、ズーミングにおいて変化す
る軸上面間隔(可変間隔)は、広角端(短焦点距離端)[Ｗ]
〜ミドル(中間焦点距離状態)[Ｍ]〜望遠端(長焦点距離
端)[Ｔ]での各レンズ群間の軸上空気間隔である。各焦
点距離状態[Ｗ],[Ｍ],[Ｔ]に対応する全系の焦点距離ｆ
及びＦナンバーFNOを併せて示す。

【００３３】また、曲率半径riに*印が付された面は、
非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形
状を表わす前記式(AS)で定義されるものとする。非球面
データ及び非球面に関する条件式(4)〜(6)の対応値{た
だし、ymax：非球面の光軸(AX)に対して垂直方向の最大
高さ(最大有効半径)である。}を他のデータと併せて示
し、条件式(1)〜(3)の対応値を表１に示す。

【００３４】

【００３５】[第６面(r6)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.24880×10^-3 A6= 0.69912×10^-5 A8=-0.12045×10^-6

【００３６】[第７面(r7)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.19486×10^-3 A6= 0.16546×10^-4 A8= 0.68213×10^-6

【００３７】[第１２面(r12)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.63905×10^-3 A6=-0.20691×10^-4 A8= 0.38158×10^-7 A10=-0.16639×10^-6

【００３８】[第１３面(r13)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.28812×10^-3 A6=-0.69833×10^-5 A8=-0.13085×10^-5 A10=-0.95789×10^-7

【００３９】[第１８面(r18)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.47322×10^-2 A6= 0.17987×10^-3 A8=-0.10821×10^-4 A10= 0.28645×１０^−６

【００４０】［第１９面(r19)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.53795×10^-2 A6= 0.20587×10^-3 A8=-0.14591×10^-4

【００４１】[第６面(r6)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00106 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.01900 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.10847 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.36418

【００４２】[第７面(r7)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00032 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00661 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.05024 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.25799

【００４３】[第１２面(r12)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00025 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00414 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.02287 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.08500

【００４４】[第１３面(r13)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00011 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00179 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.01032 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.04267

【００４５】[第１８面(r18)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00222 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.03335 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.15571 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.45732

【００４６】[第１９面(r19)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00157 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.02395 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.11457 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.35603

【００４７】

【００４８】[第６面(r6)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.34989×10^-3 A6= 0.29550×10^-5 A8=-0.39655×10^-7

【００４９】[第７面(r7)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.26226×10^-3 A6= 0.12936×10^-4 A8= 0.40863×10^-6

【００５０】[第１３面(r13)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.64004×10^-3 A6=-0.20905×10^-4 A8= 0.14240×10^-6 A10=-0.17189×10^-6

【００５１】[第１４面(r14)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.30103×10^-3 A6=-0.74213×10^-5 A8=-0.10894×10^-5 A10=-0.10624×10^-6

【００５２】[第１９面(r19)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.47646×10^-2 A6= 0.18766×10^-3 A8=-0.10271×10^-4 A10= 0.22819×10^-6

【００５３】[第２０面(r20)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.53163×10^-2 A6= 0.22027×10^-3 A8=-0.13269×10^-4

【００５４】[第６面(r6)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00153 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.02548 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.13541 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.44412

【００５５】[第７面(r7)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00047 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00894 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.06020 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.27574

【００５６】[第１３面(r13)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00026 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00432 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.02382 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.08851

【００５７】[第１４面(r14)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00011 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00192 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.01094 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.04456

【００５８】[第１９面(r19)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00224 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.03347 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.15514 y=1.00ymax … （ｘ−ｘ０）／（Ｎ’−Ｎ）＝−０．
４５２６５

【００５９】［第２０面(r20)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00156 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.02354 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.11104 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.33662

【００６０】

【００６１】[第８面(r8)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.70923×10^-3 A6=-0.16701×10^-4 A8= 0.44246×10^-6

【００６２】[第１０面(r10)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.42937×10^-3 A6=-0.62961×10^-5 A8=-0.22968×10^-6 A10= 0.19206×10^-7

【００６３】[第１２面(r12)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.22084×10^-3 A6= 0.24082×10^-4 A8=-0.30206×10^-5 A10= 0.14784×10^-6

【００６４】[第１４面(r14)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.67988×10^-4 A6= 0.23632×10^-4 A8=-0.28969×10^-5 A10= 0.14902×10^-6

【００６５】[第１９面(r19)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.13544×10^-2 A6= 0.13398×10^-4 A8=-0.21612×10^-6

【００６６】[第２０面(r20)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.58348×10^-4 A6= 0.59161×10^-4 A8=-0.48072×10^-6

【００６７】[第８面(r8)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00077 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.01161 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.05406 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.15895

【００６８】[第１０面(r10)の条件式(4)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00028 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00428 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.02026 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.05928

【００６９】[第１２面(r12)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00009 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00120 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00531 y=1.00ymax … （ｘ−ｘ０）／（Ｎ’−Ｎ）＝−０．
０１５０８

【００７０】［第１４面(r14)の条件式(5)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00002 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00017 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00010 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00179

【００７１】[第１９面(r19)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00101 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.01579 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.07723 y=1.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.23431

【００７２】[第２０面(r20)の条件式(6)の対応値] y=0.00ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00000 y=0.25ymax … (x-x0)/(N'-N)= 0.00001 y=0.50ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00042 y=0.75ymax … (x-x0)/(N'-N)=-0.00673 y=1.00ymax … （ｘ−ｘ０）／（Ｎ’−Ｎ）＝−０．
０４０５２

【００７３】

【表１】

【００７４】図４〜図６は実施例１〜実施例３にそれぞ
れ対応する収差図であり、［Ｗ]は広角端，[Ｍ]はミド
ル，[Ｔ]は望遠端における諸収差(左から順に、球面収
差等，非点収差，歪曲；Y':像高)を示している。また、
各収差図中、実線(ｄ)はｄ線に対する収差、破線(ＳＣ)
は正弦条件を表しており、破線(ＤＭ)と実線(ＤＳ)は、
メリディオナル面とサジタル面でのｄ線に対する非点収
差をそれぞれ表わしている。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンパクト，低コスト，高変倍でありながら高い光学性能
を有するズームレンズを備えたズームレンズ装置を実現
することができる。そして、本発明に係るズームレンズ
装置を用いれば、高画質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図４】実施例１の収差図。

【図５】実施例２の収差図。

【図６】実施例３の収差図。

【符号の説明】

Gr1 …第１レンズ群 Gr2 …第２レンズ群 S …絞り Gr3 …第３レンズ群 Gr4 …第４レンズ群 LPF …ローパスフィルター AX …光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−199124（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12625（ＪＰ，Ａ) 特開平４−358108（ＪＰ，Ａ) 特開平４−14007（ＪＰ，Ａ) 特開平４−14006（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12619（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12624（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12622（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12621（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12620（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−79719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、ズームレンズと、該ズ
ームレンズが形成した光学像を受光する固体撮像素子
と、を備えたズームレンズ装置であって、前記ズームレンズは、物体側から順に、正のパワーを有
する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群
と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを
有する第４レンズ群と、で構成され、変倍の際に前記第
３レンズ群が固定された状態で前記第１レンズ群，第２
レンズ群及び前記第４レンズ群が移動するズームレンズ
であって、以下の条件式(1)及び(2)を満足し、前記第２
レンズ群に以下の条件式(4)を満足する非球面を有する
ことを特徴とするズームレンズ装置； -5.0＜M1／Ymax＜-1.0 …(1) -1.0＜M4／M2＜-0.1 …(2) 0＜(x-x0)／(N'-N)＜0.9 …(4) ただし、 M1 ：広角端に対する望遠端での第１レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 M2 ：広角端に対する望遠端での第２レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 M4 ：広角端に対する望遠端での第４レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 Ymax：最大像高、x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。
【請求項２】物体側から順に、ズームレンズと、該ズ
ームレンズが形成した光学像を受光する固体撮像素子
と、を備えたズームレンズ装置であって、前記ズームレンズは、物体側から順に、正のパワーを有
する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群
と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを
有する第４レンズ群と、で構成され、変倍の際に前記第
３レンズ群が固定された状態で前記第１レンズ群，第２
レンズ群及び前記第４レンズ群が移動するズームレンズ
であって、以下の条件式(1)及び(3)を満足し、前記第２
レンズ群に以下の条件式(4)を満足する非球面を有する
ことを特徴とするズームレンズ装置； -5.0＜M1／Ymax＜-1.0 …(1) 0.2＜log(β2T／β2W)／log(Z)＜0.9 …(3) 0＜(x-x0)／(N'-N)＜0.9 …(4) ただし、 M1 ：広角端に対する望遠端での第１レンズ群の位置の
変化量(物体側方向を負とする。)、 Ymax：最大像高、 β2W：広角端での第２レンズ群の横倍率、 β2T：望遠端での第２レンズ群の横倍率、 Z ：ズーム比(=fT/fW；fT：望遠端での全系の焦点距
離，fW：広角端での全系の焦点距離)、x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。
【請求項３】前記第３レンズ群に以下の条件式(5)を
満足する非球面を有することを特徴とする請求項１又は
請求項２記載のズームレンズ装置； -0.35＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(5) ただし、 x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。
【請求項４】前記第４レンズ群に以下の条件式(6)を
満足する非球面を有することを特徴とする請求項１又は
請求項２記載のズームレンズ装置； -0.85＜(x-x0)／(N'-N)＜0 …(6) ただし、 x ：非球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方向
の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 x0：基準球面の光軸に対して垂直方向の高さでの光軸方
向の変位量(mm；物体側方向を負とする。)、 N ：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、である。
【請求項５】さらに、光路中にローパスフィルタを有
することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のズー
ムレンズ装置。