JP4948124B2 - ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ，ビデオカメラなどに用いるズームレンズ、このズームレンズを撮影レンズとして備えた上記デジタルカメラ，ビデオカメラ、その他のカメラ装置および携帯情報端末装置に関するものである。

現在，各種カメラ、特にデジタルカメラは，高画質化，小型化，広角化，大口径化等のニーズが強くなっている。今後は，これらの要望に応えるべく技術開発していく必要がある。そのため，撮影レンズとして、ズームレンズであること，５００万画素を超えるような高精細度の受光素子に対応した高画質化と小型化，広角化，大口径化が求められる。

ズームレンズの従来例として、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し，第３レンズ群が物体側から順に正レンズ，負レンズ，正レンズ，負レンズにより構成されているものがある（例えば、特許文献１の図１３の実施例、特許文献２参照）。

特許文献１の図１３に記載されているズームレンズの実施例では，第３レンズ群が物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ、負の第４レンズで構成され、第３レンズと第４レンズが接合されている。特許文献２に記載のズームレンズでは，第３レンズ群が物体側から順に正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズ、負の第４レンズで構成され、第１レンズと第２レンズが接合され，第３レンズと第４レンズが接合されている。

また、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し，第３レンズ群の物体側に絞りを有し，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し，第３レンズ群を構成する複数のレンズのうち、負レンズ，正レンズ，負レンズの３枚を接合したズームレンズも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−６２２２８号公報， 特開２００３−２４１０９１号公報 特開２００４−２８６８１１号公報

特許文献１の図１３に記載されている実施例のように、第３レンズ群が、物体側から順に正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズ、負の第４レンズからなり、上記第３レンズと第４レンズが接合されているズームレンズでは、正の第３レンズや負の第４レンズに対する負の第２レンズの偏心による画質の劣化を抑制することは、３枚のレンズを接合したものと比べると困難である。

特許文献２に記載されているズームレンズでは，第３レンズ群を物体側から順に正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズ、負の第４レンズで構成し、第１レンズと第２レンズを接合し，正の第３レンズと負の第４レンズを接合している。このように、２組の接合レンズを用いたズームレンズでは，各レンズを組み付けた状態での偏心等により、２組の接合レンズ相互の光軸がずれることがあり、その場合，軸外において広画角化の際に問題となる倍率色収差が非対称に発生し，不自然な色滲みが生じやすい。これに対し，３枚のレンズの接合レンズを用いれば，２つの接合面に組み付け時の偏心が生じることを少なくすることができる。特許文献２に記載のズームレンズにおいても，半画角４２°以上の広画角を達成することができず，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることもできない。

特許文献３に記載のズームレンズは，物体側より順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群と、負の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群と、正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し、第３レンズ群よりも物体側に絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第３レンズ群が、正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズ、負の第４レンズ、正の第５レンズで構成され、第２、第３および第４レンズの３枚が接合されている。

特許文献３に記載のズームレンズでは，第３レンズ群の最も像側のレンズが正レンズであり，第３レンズ群の最も像側のレンズが負レンズであるタイプと比べると，第３レンズ群の主点が像面側になる。そのため，第２レンズ群と第３レンズ群の光学的距離を短くすることが困難となり，変倍効率すなわちレンズ移動量に対する焦点距離の変化量を高くすることが困難である。また，第３レンズ群が５枚のレンズで構成されている。したがって、レンズ枚数の削減による第３レンズ群の小型化と、それによるコストの低減が望まれている。

本発明は，以上の従来技術の問題点に鑑みてなされたもので，収差が少なく高性能であり，半画角４２°以上の広画角を達成することができ，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であり、製造および組み立て誤差等による画質の劣化を抑制することができるズームレンズを提供することを目的としている。

また、本発明は，収差をさらに少なくしながら，小型で、製造誤差による性能劣化を低減することができるズームレンズを提供することを目的としている。
また、本発明は，収差をさらに少なくしながら，製造誤差による性能劣化を低減することができるズームレンズを提供することを目的としている。
また、本発明は，収差をさらに少なくすることができるズームレンズを提供することを目的としている。
また、本発明は，収差をさらに少なくしながら，製造誤差による性能劣化を低減することができるズームレンズを提供することを目的としている。

また、本発明は，収差が少なく，半画角４２°以上の広画角を達成し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分小型であるズームレンズを撮影光学系として使用した，小型で高画質のカメラ装置を提供することを目的としている。
また、本発明は，撮影画像情報をデジタル情報とする機能を有するカメラ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は，収差が少なく，半画角４２°以上の広画角を達成し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分小型であるズームレンズを撮影光学系として使用した，小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することを目的としている。

本発明は、請求項１に記載されているように、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて，上記第３レンズ群は物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズにより構成され，上記負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズの３枚が接合され、ｄｎを第３レンズ群の第１レンズの物体側面から第３レンズ群の第２レンズの像側面までの距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
０．９＜ｄｎ／ｆｗ＜１．５
の条件式を満足することを最も主要な特徴とする。

請求項２記載の発明はＲ３１１を第３レンズ群の第１レンズの物体側面の曲率半径，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
１．５＜Ｒ３１１／ｆｗ＜２．２
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、Ｒ３１１を第３レンズ群の第１レンズの物体側面の曲率半径，Ｒ３２２を第３レンズ群の第２レンズの像側面の曲率半径としたとき、
０．１＜（Ｒ３１１−Ｒ３２２）／（Ｒ３１１＋Ｒ３２２）＜０．３
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、Ｎｄ２を第３レンズ群の第２レンズのｄ線における屈折率，Ｎｄ３を第３レンズ群の第３レンズのｄ線における屈折率としたとき、
Ｎｄ２−Ｎｄ３＞０．２５
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、ｄ８を第３レンズ群の第３レンズの中心肉厚，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
０．６＜ｄ８／ｆｗ＜１．４
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、第３レンズ群の正の第１レンズが非球面レンズであることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、第３レンズ群の第４レンズの像側面が非球面であることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、第３レンズ群の接合された３枚のレンズのうち、第４レンズの像側面のみが非球面であることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群から第３レンズ群が像面に対して可動であり，第４レンズ群が像面に対して固定であることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、撮影用ズームレンズを有するカメラ装置であって、撮影用ズームレンズとして請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズを有することを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１１記載のカメラ装置において，撮影画像情報をデジタル情報とする機能を有することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、撮影用ズームレンズを有する携帯情報端末装置であって、撮影用ズームレンズとして請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズを有することを特徴とする。

本発明によれば，収差が少なく鮮鋭な画像を得ることができるとともに，半画角４２°以上の広画角を達成することができ，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを提供することができる。かかるズームレンズを例えばデジタルカメラに適用することにより，高画質を得ることができる小型のデジタルカメラを実現することができる。

また、本発明によれば，収差の少ない高性能のレンズでありながら，小型かつ製造誤差による画像劣化の少ないズームレンズを提供することができる。かかるズームレンズをカメラに適用することにより，小型でさらに安定したカメラを得ることができる。
また、本発明によれば，より収差の少ない高性能のズームレンズを提供でき，かかるズームレンズをカメラに適用することにより、さらに高画質の画像を得ることができるカメラを実現することができる。
また、本発明によれば，収差の少ない高性能のズームレンズでありながら，製造誤差による画像劣化の少ないズームレンズを提供でき，かかるズームレンズをカメラに適用することにより、さらに安定して高性能を発揮するカメラを実現することができる。

また、本発明によれば，収差の少ない高性能のカメラであって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを使用した，小型で高画質の画像を得ることができるカメラを提供することができる。もって，ユーザは携帯性に優れたコンパクトなカメラで、高画質の画像を撮影することができる。
また、本発明によれば，収差の少ない高性能のデジタルカメラであって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを使用した，小型で高画質の画像を得ることができるデジタルカメラを提供できる。もって，ユーザは携帯性に優れたコンパクトなデジタルカメラで高画質の画像を撮影し，画像をデジタル情報として扱うことができる。

また、本発明によれば，収差の少ない高性能の携帯情報端末装置であって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを使用した，小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することができる。もって，携帯情報端末装置で高画質の画像を撮影することができる。

以下、本発明にかかるズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１乃至図４は、本発明にかかるズームレンズの第１、第２、第３、第４実施例をそれぞれ示している。これらの実施例は、レンズの両面の曲率半径、厚さ、レンズ相互の間隔、屈折率などの数値が異なり、レンズ群の形態、各レンズ群を構成するレンズの形態、各光学素子相互の間隔などの基本的な構成は同じであるから、まず、図１を参照しながら基本的な構成について説明する。

図１において左側が物体側であり、右側が像面側である。図１において、ズームレンズは、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群Ｇ１と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群Ｇ２と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群Ｇ３と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群Ｇ４を有してなる。前記第３レンズ群Ｇ３の物体側に絞りを有している。図１の下部には短焦点端から長焦点端への変倍時の各レンズ群の動きを線で描いている。これらの線からわかるように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し，第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少し，第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化するように構成されている。また、短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群Ｇ１は、途中まで像面側に近づいたあと像面から遠ざかるように構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、変倍の際は固定され、フォーカシングの際に光軸方向に移動するフォーカスレンズとなっている。

上記第１レンズ群Ｇ３は、凸面を物体側に向けた負のメニスカス第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１に接合された正のメニスカス第２レンズＬ２の２枚で構成され、物体側から順に第１レンズＬ１と第２レンズＬ２が配置されている。上記第２レンズ群Ｇ２は、負のメニスカス第１レンズＬ３と、負の両凹第２レンズＬ４と、正の両凸第３レンズＬ５の３枚で構成され、物体側から順に第１レンズＬ３、第２レンズＬ４、第３レンズＬ５が配置されている。

上記第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に正の第１レンズＬ６，負の第２レンズＬ７，正の第３レンズＬ８，負の第４レンズＬ９により構成されている。さらに第３レンズ群Ｇ３は以下のような特徴をもっている。負の第２レンズＬ７，正の第３レンズＬ８，負の第４レンズＬ９の３枚は接合されていて、かかる構成が特徴の一つとなっている。正の第１レンズＬ６は、接合された上記３枚のレンズから前方に離間している。
上記第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正レンズＬ１０で構成されている。

上記のように、本発明にかかるズームレンズでは、正の焦点距離を持つレンズ群を先行させた４群ズームタイプを採用し，各レンズ群を図１の下部に線で示したように移動させることにより，効率よい変倍を実現している。このようなズームレンズタイプの場合，全レンズ群を繰り出すことによってフォーカシングすることも可能であるが，第４レンズ群Ｇ４でフォーカシングすることが望ましい。

短焦点端から長焦点端まで諸収差が少なく解像力の高いズームレンズを実現するには，変倍による収差変動を小さく抑えなければならない。特に変倍作用を担う第３レンズ群Ｇ３によって、変倍範囲全域に渡って良好に収差補正されている必要がある。そのため，第３レンズ群の構成が重要となってくる。そこで、上記のように、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に正レンズＬ６，負レンズＬ７，正レンズＬ８，負レンズＬ９の４枚で構成した。このように、正レンズ２枚，負レンズ２枚で構成されていることにより，正レンズ３枚，負レンズ１枚の構成と比較して、軸上色収差や倍率色収差を補正することが容易となっている。第３レンズ群の負レンズを１枚で構成した場合，第３レンズ群の負レンズを２枚で構成した場合と比較して，レンズの素材であるガラスの選択の自由度が少なくなるため、ズームレンズ全体の収差補正が困難となってくる。

また，第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズＬ９を負レンズとすることで，第３レンズ群Ｇ３の主点が物体側になる。そのため，第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の光学的距離を短くすることができ，変倍効率を良くすることができる。
また，第３レンズ群Ｇ３を正レンズＬ６，負レンズＬ７，正レンズＬ８，負レンズＬ９で構成することにより，正レンズＬ６は負レンズＬ７および負レンズＬ９と収差のやりとり、すなわち片方のレンズで生じた収差を他方のレンズで補正する、というように相互に収差を補完し，正レンズＬ８は負レンズＬ９と収差をやりとりしがちである。

第３レンズ群Ｇ３の第１レンズＬ６の物体側面と第２レンズＬ７の像側面では収差のやりとりが大きく，それぞれの面での光線高さの差が重要となってくる。上記第１レンズＬ６の物体側面と第２レンズＬ７の像側面の間隔を大きくすると，それぞれの面での光線高さの差が大きくなり、製造誤差感度すなわち製造誤差がレンズ性能に与える悪影響の拡大を抑制することができる。

そこで，本発明の実施例では、第３レンズ群Ｇ３の負の第２レンズＬ７と正の第３レンズＬ８と負の第４レンズＬ９を３枚接合にし，正レンズＬ６の物体側面と負レンズＬ７の像側面の空気間隔を十分に確保することにより，第３レンズ郡Ｇ３内の製造誤差等がレンズ性能に与える悪影響を低減している。

第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ６と負レンズＬ７を接合し，正レンズＬ８と負レンズＬ９を接合してもよいが，製造誤差等がレンズ性能に与える悪影響を小さくするためには，正レンズＬ６と負レンズＬ７による接合レンズの厚さが厚くなり，コストアップの原因となる。
また，第３レンズ群Ｇ３は４つのレンズで構成されるが，１枚の正レンズＬ６と３枚の接合レンズの２部品として扱うことができるため，製造時の作業効率向上も期待できる。

以上のことより，Ｆナンバが３．０以下というように明るく，半画角４２°以上の広画角を達成することができ，製造誤差等による結像性能に与える悪影響を抑制することができるズームレンズを得ることができる。

収差が小さく高性能でありながら，小型でかつ製造誤差感度を低減することができるズームレンズを得るためには，前述のレンズ系の構成において、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
０．９＜ｄｎ／ｆｗ＜１．５ ・・・・（１）
ｄｎは第３レンズ群Ｇ３の正の第１レンズＬ６の物体側面から負の第２レンズＬ７の像側面までの距離，ｆｗは短焦点端におけるズームレンズ全体の焦点距離である。条件式（１）上記ｄｎを所定の範囲に規定している。

正の第１レンズＬ６の物体側面と負の第２レンズＬ７の像側面では収差のやりとりをしているため，良好な収差補正を行うためには，これら２つの面を通る光線の高さが重要である。条件式（１）の下限値を超えると，負の第２レンズＬ７の像側面における軸外主光線の高さが小さくなり過ぎ，非点収差，コマ収差の補正が難しくなる。条件式（１）の上限値を超えると，負の第２レンズＬ７の像側面における軸上マージナル光線高さが小さくなり過ぎ，球面収差の補正が難しくなる。また，第３レンズ群Ｇ３の小型化にも不利となる。

収差が小さく高性能でありながら，小型でかつ製造誤差感度を低減することができるズームレンズを得るためには，前述のレンズ系の構成において、以下の条件式を満足することが望ましい。
１．５＜Ｒ３１１／ｆｗ＜２．２ ・・・（２）
Ｒ３１１は第３レンズ群Ｇ３の正の第１レンズＬ６の物体側面の曲率半径，ｆｗは短焦点端におけるズームレンズ全体の焦点距離である。条件式（２）は上記第１レンズＬ６の物体側面の曲率半径Ｒ３１１を所定の範囲に規定している。
条件式（２）の下限値を超えると，物体側面の屈折力が大きくなりすぎ，製造誤差感度が高くなる。また，条件式（２）の上限値を超えると，第３レンズ群を通る軸上マージナル光線が高くなり，球面収差等を補正することが困難になる。また，第3レンズ群が大型化する。

収差が小さく高性能のズームレンズを得るには，前述のレンズ系の構成において、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．１＜（Ｒ３１１−Ｒ３２２）／（Ｒ３１１＋Ｒ３２２）＜０．３ ・・・（３）
Ｒ３１１は第３レンズ群Ｇ３の正の第１レンズＬ６の物体側面の曲率半径，Ｒ３２２は第３レンズ群Ｇ３の負の第２レンズＬ７の像側面の曲率半径である。

上記正の第１レンズＬ６の物体側面と負の第２レンズＬ７の像側面では相互に収差のやりとりをしているため，条件式（３）の下限値を超えると，正の第１レンズＬ６の物体側面が発生する収差が、負の第２レンズＬ７の像側面が発生する収差よりも大きくなり，条件式（３）の上限値を超えると，負の第２レンズＬ７の像側面が発生する収差が、正の第１レンズＬ６の物体側面が発生する収差よりも大きくなり，どちらにしても収差のバランスをとることが困難となる。

収差がより小さく高性能のズームレンズを得るには，前述のレンズ系の構成において、以下の条件式を満足することが望ましい。
Ｎｄ２−Ｎｄ３＞０．２５ ・・・（４）
Ｎｄ２は第３レンズ群Ｇ３の負の第２レンズＬ７のｄ線における屈折率，Ｎｄ３は第３レンズ群Ｇ３の正の第３レンズＬ８のｄ線における屈折率である。条件式（４）は上記双方の屈折率の差が一定の値より大きいことを規定している。より具体的には、第２レンズＬ７の屈折率が第３レンズＬ８の屈折率に対して一定の値以上の差があることを規定している。
条件式（４）の下限値を超えると，第３レンズ群Ｇ３における第２レンズＬ７と第３レンズＬ８の屈折率差が小さくなるため，第２レンズＬ７の像側面で発生する収差が小さくなりすぎ，第２レンズＬ７の像側面と第３レンズＬ８の物体側面との収差をやりとりすることが困難になる。

小型でありながら，さらに高性能のズームレンズを得るには，前述のレンズ系の構成において、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．６＜ｄ８／ｆｗ＜１．４ ・・・（５）
ｄ８は第３レンズ群Ｇ３の正の第３レンズＬ８の中心肉厚，ｆｗは短焦点端におけるズームレンズ全体の焦点距離である。
第３レンズ群Ｇ３の第１レンズＬ７、第２レンズＬ８、第３レンズＬ９を接合する２つの接合面は，それぞれ絞りからの距離が異なり，光軸上，光軸外の光線の通り方も異なる。上記のような２つの接合面が存在することにより，軸上色収差と倍率色収差をある程度独立して補正することが可能となる。
そのため，条件式（５）の下限値を超えると，上記２つの接合面の間隔が小さいため，軸上色収差と倍率色収差を十分に補正することが困難となる。条件式（５）の上限値を超えると，コマ収差等の補正が困難になる。また，第３レンズ群Ｇ３が大型化する。

より高性能のズームレンズを得るためには，第３レンズ群Ｇ３の正の第１レンズＬ６は非球面レンズであることが望ましい。上記正の第１レンズＬ６において，光束が最も太くなるため，球面収差やコマ収差を補正するために非球面の効果を得ることができる。さらに望ましくは上記正の第１レンズＬ６の物体側面が非球面であることが望ましい。

さらに高性能のズームレンズを得るためには，第３レンズ群Ｇ３の最も像面側にある負レンズＬ９の像側面が非球面であることが望ましい。軸上光線と軸外光線が離れているため，像面補正において非球面による効果が得られる。

製造誤差による影響を低減するには，第３レンズ群Ｇ３の３枚接合レンズにおいて，負の第４レンズＬ９の像側面のみが非球面であることが望ましい。非球面レンズを用いる場合，非球面軸偏心による影響を調整等により抑える必要がある。しかし，複数のレンズを接合してしまうと，接合レンズ内の非球面軸偏心を調整することができなくなるため，第３レンズ群Ｇ３の接合レンズにおいて負の第４レンズＬ９の像側面のみを非球面にすると良い。

また，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第４レンズ群Ｇ４は像面に対して固定であることが望ましい。変倍に際して第４レンズ群Ｇ４を固定位置に保持させるようにすることによって，レンズ鏡胴構成の簡素化，ならびにレンズ群間偏心精度の確保にも配慮している。もちろん，収差補正を優先するとすれば、全てのレンズ群を移動させるようにしたほうが有利ではあるが，そのようにすると，鏡胴の構成が複雑になり，製作誤差も生じ易くなる。

以下に、本発明にかかるズームレンズの実施例を数値によって具体的に示す。各数値実施例において用いられている記号の意味は以下の通りである。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
ただし，ここで用いられる非球面は，近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ，光軸からの高さをＨとするとき，以下の式で定義される。

図１は、本発明にかかるズームレンズの数値実施例１の光学配置を示している。この数値実施例１以下、数値実施例４までのすべてにおいて、既に述べたとおり第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４からなり、各レンズ群は既に述べたとおりの形状および枚数のレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３の物体側に絞りを有し、第４レンズ群Ｇ４と像面との間にフィルタが配置されている。レンズ群ごとに適宜の支持部材で支持され、ズーミングに際しては、レンズ群ごとに前述のように移動する。

数値実施例１を表１に示す。

数値実施例１を示す表１において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１６面、第１７面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

数値実施例１における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表２に示す。表２においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

数値実施例１の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表３に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図５は数値実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図６は数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図７は数値実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。これらの収差曲線図から明らかなように、数値実施例１にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。数値実施例１のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図２は、本発明にかかるズームレンズの数値実施例２の光学配置を示している。数値実施例２の各部の数値を表４に示す。

数値実施例２を示す表４において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１６面、第１７面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

数値実施例２における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表５に示す。表５においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

数値実施例２の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表６に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図８は数値実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図９は数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１０は数値実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。これらの収差曲線図から明らかなように、数値実施例２にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。数値実施例２のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図３は、本発明にかかるズームレンズの数値実施例３の光学配置を示している。数値実施例３の各部の数値を表７に示す。

数値実施例３を示す表７において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１６面、第１７面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

数値実施例３における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表８に示す。表８においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

数値実施例３の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表９に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図１１は数値実施例３のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図１２は数値実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１３は数値実施例３のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。これらの収差曲線図から明らかなように、数値実施例３にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。数値実施例３のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図４は、本発明にかかるズームレンズの数値実施例４の光学配置を示している。数値実施例４の各部の数値を表１０に示す。

数値実施例４を示す表１０において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１６面、第１７面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

数値実施例４における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表１１に示す。表１１においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

数値実施例４の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表１２に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図１４は数値実施例４のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図１５は数値実施例４のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１６は数値実施例４のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。これらの収差曲線図から明らかなように、数値実施例４にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。数値実施例４のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

以上説明した本発明にかかるズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、その他各種カメラ装置の撮影レンズとして適用することができる。また、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯情報端末装置に付属するカメラの撮影レンズとして適用することもできる。図１７は、本発明にかかるズームレンズを用いた「カメラ装置」の実施の１形態を示す。図１７（Ａ）は正面側を斜め上方から見た斜視図、図１７（Ｂ）は背面側を斜め上方から見た図である。カメラ装置は、撮影レンズ１として、以上説明したいくつかの実施例のうち一つの実施例にかかるズームレンズを有している。カメラ装置は筐体５を有し、筐体５の正面側には上記撮影レンズ１と、光学ファインダ２と、発光器の発光部３が配置されている。筐体５の上面にはシャッタボタン４が配置されている。筐体５の背面側には、上記光学ファインダ２の接眼部、電源スイッチ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、メモリーカードスロット９、ズーム操作スイッチ１０が配置されている。

図１８は，上記カメラ装置のシステム構造を示すブロック図で示している。図１８に示すように，カメラ装置は撮影レンズ１と、この撮影レンズ１によって結ばれる像面に配置された受光素子１３を有する。撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され，受光素子１３からの出力は中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４により処理されてデジタル情報に変換される。すなわち，カメラ装置は「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有している。デジタル情報からなる撮影画像情報は、中央演算装置１１の制御により液晶モニタ７に入力され、撮影画像を液晶モニタ７にリアルタイムで表示することができる。あるいは、撮影された画像情報が半導体メモリ１５に保存され、保存された画像情報を中央演算装置１１の制御により呼び出して液晶モニタ７に表示することもできる。撮影された画像情報は通信カード１６などを介して外部の端末、プリンタ、ネットワークなどに送信することができる。

本発明にかかるカメラ装置および携帯情報端末装置によれば、前述の効果を得ることができるズームレンズを備えることによって、半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができるカメラ装置および携帯情報端末装置を得ることができる。

本発明にかかるズームレンズの数値実施例１を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの数値実施例２を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの数値実施例３を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの数値実施例４を示す光学配置図である。 数値実施例１にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 数値実施例１にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 数値実施例１にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 数値実施例２にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 数値実施例２にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 数値実施例２にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 数値実施例３にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 数値実施例３にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 数値実施例３にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 数値実施例４にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 数値実施例４にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 数値実施例４にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図で、球面収差の破線は正弦条件を、非点収差の図中の実線はサジタル，破線はメリディオナルを表す。 本発明にかかるカメラ装置の実施形態を示すデジタルカメラの外観図であって、（Ａ）は正面側の斜視図，（Ｂ）は裏面側の斜視図である。 カメラ装置のシステム構造例を示すブロック図である。

符号の説明

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ（第３レンズ群の第１レンズ）
Ｌ７ 第７レンズ（第３レンズ群の第２レンズ）
Ｌ８ 第８レンズ（第３レンズ群の第３レンズ）
Ｌ９ 第９レンズ（第３レンズ群の第４レンズ）
Ｌ１０ 第１０レンズ
１ 撮影レンズ
２ ファインダ
３ フラッシュ
４ シャッタボタン
５ 筐体
６ 電源スイッチ
７ 液晶モニタ
８ 操作ボタン
９ メモリーカードスロット
１０ ズームスイッチ

Claims (12)

1. 物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群からなり，上記第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，上記第１レンズ群と上記第２レンズ群の間隔が増大し，上記第２レンズ群と上記第３レンズ群の間隔が減少し，上記第３レンズ群と上記第４レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて，
   上記第３レンズ群は物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズにより構成され，上記負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズの３枚が接合され、
   ｄｎを上記第３レンズ群の上記第１レンズの物体側面から上記第３レンズ群の上記第２レンズの像側面までの距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
   ０．９＜ｄｎ／ｆｗ＜１．５
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 請求項１記載のズームレンズにおいて，Ｒ３１１を第３レンズ群の第１レンズの物体側面の曲率半径，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
   １．５＜Ｒ３１１／ｆｗ＜２．２
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
3. 請求項１または２記載のズームレンズにおいて，Ｒ３１１を第３レンズ群の第１レンズの物体側面の曲率半径，Ｒ３２２を上記第３レンズ群の上記第２レンズの像側面の曲率半径としたとき、
   ０．１＜（Ｒ３１１−Ｒ３２２）／（Ｒ３１１＋Ｒ３２２）＜０．３
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
4. 請求項１〜３のいずれか記載のズームレンズにおいて，Ｎｄ２を第３レンズ群の第２レンズのｄ線における屈折率，Ｎｄ３を第３レンズ群の第３レンズのｄ線における屈折率としたとき、
   Ｎｄ２−Ｎｄ３＞０．２５
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズにおいて，ｄ８を第３レンズ群の第３レンズの中心肉厚，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
   ０．６＜ｄ８／ｆｗ＜１．４
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第３レンズ群の正の第１レンズが非球面レンズであることを特徴とするズームレンズ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第３レンズ群の第４レンズの像側面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
8. 請求項７記載のズームレンズにおいて，第３レンズ群の接合された３枚のレンズのうち、第４レンズの像側面のみが非球面であることを特徴とするズームレンズ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズにおいて，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群から第３レンズ群が像面に対して可動であり，第４レンズ群が像面に対して固定であることを特徴とするズームレンズ。
10. 撮影用ズームレンズを有するカメラ装置であって、上記撮影用ズームレンズとして請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズを有するカメラ装置。
11. 請求項１０記載のカメラ装置において，撮影画像情報をデジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置。
12. 撮影用ズームレンズを有する携帯情報端末装置であって、上記撮影用ズームレンズとして請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズを有する携帯情報端末装置。

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