JP5111007B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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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、銀塩写真用のカメラ等に好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化され、又装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトでしかも高解像力のズームレンズであることが要求されている。
更に広画角で高ズーム比のズームレンズであることが要求されている。
これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側より像側へ順に、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レンズ群の４つのレンズ群を有する４群ズームレンズが知られている。
この４群ズームレンズにおいて、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群にて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行うリアフォーカス式の４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
又、このようなリアフォーカス式の４群ズームレンズにおいて、第３レンズ群全体を光軸と垂直方向に振動させて静止画像を得るズームレンズが知られている（特許文献３）。
特開２００６−３０８６４９号公報 特開平８−５０２４４号公報 特開２００７−１０８５４４号公報
一般にズームレンズ全体を小型にするためには、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、このようにしたズームレンズは、各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と同時に諸収差の補正が困難になってくる。
前述のリアフォーカス式の４群ズームレンズにおいて、高ズーム比とレンズ系全体の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力そして各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要となる。
特に前述したリアフォーカス式の４群ズームレンズにおいては、ズーミングの際に移動する第１レンズ群の屈折力やレンズ構成、そして移動量、第３レンズ群の結像倍率等を適切に設定するのが重要となってくる。これらが適切でないと高ズーム比を確保しつつ、全ズーム範囲で高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
本発明は全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる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。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凹面の負レンズ、正レンズより成り、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の広角端の位置と望遠端の位置との距離をｓｔ１、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第３レンズ群の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとするとき、
０．０５＜ｆ１／（ｓｔ１×ｆｔ／ｆｗ）＜０．２
１．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜３．６
なる条件を満足することを特徴としている。
この他本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の２つの負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成り、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の広角端の位置と望遠端の位置との距離をｓｔ１、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第３レンズ群の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとするとき、
０．０５＜ｆ１／（ｓｔ１×ｆｔ／ｆｗ）＜０．２
１．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜３．６
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、広画角、高倍率でありながら広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり、又無限遠物体から至近物体に至る全物体距離にわたり高い光学性能を有したズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動している。
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）におけるレンズ断面図である。
図２、図３、図４はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離）における収差図である。
図５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６、図７、図８はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図９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１０、図１１、図１２はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１３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１４、図１５、図１６はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１７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１８、図１９、図２０はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図２１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２２、図２３、図２４はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図２５は本発明の実施例７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２６、図２７、図２８はそれぞれ実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図２９は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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レンズ群である。
ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。Ｇ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センサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線である。ΔＭ，ΔＳは各々メリディオナル像面、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。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を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各レンズ群と開口絞りＳＰを移動させている。
具体的には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は像側へ移動した後に物体側へ移動する。そして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は広角端に比べ望遠端において物体側に位置するように移動する。
第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。開口絞りＳＰは各レンズ群と独立に又は第３レンズ群Ｌ３と一体的に物体側へ移動する。
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と第３レンズ群Ｌ３は広角端に比べて望遠端において物体側に位置する様に移動させている。これにより広角端におけるレンズ全長を小型に維持しつつ、大きなズーム比が得られるようにしている。
特に、各実施例では、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させることにより、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４に変倍分担を持たせている。更に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動することで第２レンズ群Ｌ２に大きな変倍効果を持たせている。これにより第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２の屈折力をあまり大きくすることなく高いズーム比が得られるようにしている。
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。
望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合にはレンズ断面図に示す矢印４ｃのように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことによって行っている。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示している。
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との間の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
各実施例では、軽量な第４レンズ群Ｌ４をフォーカスの為に移動することで迅速なフォーカスを容易にし、例えば自動焦点検出を迅速に行えるようにしている。
尚、第１レンズ群Ｌ１はフォーカスの為には光軸方向に不動であるが、収差補正上必要に応じて単独で又は第４レンズ群Ｌ４とともに移動させてもよい。
各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３の全部又は一部を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させてズームレンズ全体が振動したときの撮影画像の位置を補正している。即ち、像ぶれ（像面位置の変動）を補正するようにしている。
なお、各実施例において、開口絞りＳＰはズーミングに際して各レンズ群と別体で移動している。これによって、広画角領域での入射瞳位置を物体側に配置させて前玉径（第１レンズ群の有効径）が増大しないようにしている。
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第１レンズ群Ｌ１の広角端の位置と望遠端の位置との距離をｓｔ１とする。
広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとする。第３レンズ群Ｌ３の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとする。
このとき、
なる条件を満足している。
条件式（１）は、ズーミング時の第１レンズ群Ｌ１の移動量と焦点距離の関係を示したものである。
条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が増える為、望遠端での光学全長（第１レンズ面から像面までの距離）が長くなってくる。又、第１レンズ群Ｌ１のストローク量を確保する為に鏡筒が長くなる為、沈胴時の沈胴長が長くなり、全系のコンパクト化が難しくなる。
一方、上限値を上回ると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が減る為に全系のコンパクト化が容易となる。しかしながら第２レンズ群Ｌ２に変倍作用を持たせるためにパワー（屈折力）が強まり、特にズーミングによる像面湾曲の変動を抑えるのが困難となる。
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の変倍作用に関する条件式である。条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の変倍作用が弱まる為、第２レンズ群Ｌ２での変倍作用を強めるために第２レンズ群Ｌ２のパワーを強める必要がある。
そうすると、ズーミングによる像面湾曲の変動を抑えるのが困難となる。
一方、上限値を上回ると、第３レンズ群Ｌ３での変倍作用が強まる為、光学全長が短くなり、又、前玉径も小さくなる。
しかしながら、広角端において球面収差がアンダーとなり、また、長いバックフォーカスを確保するのが困難となる。
尚、各実施例において、収差補正上更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
より更に好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）を次の如く設定するのが良い。
各実施例では、以上のようなレンズ構成とすることで高ズーム比でありながらコンパクトで高性能なズームレンズを達成している。
また、各実施例では以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。これによれば各条件式に対応した効果を得ることができる。
第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に３枚の負レンズと１枚の正レンズからなる。第２レンズ群Ｌ２の広角端及び望遠端における横倍率（結像倍率）を各々β２Ｗ、β２Ｔとする。
第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて第２番目の負レンズの焦点距離をｆ２２とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。
このとき、
なる条件式のうち１以上を満足することである。
条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２の変倍作用に関する条件式である。条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｌ２での変倍作用が小さくなった分、第３レンズ群Ｌ３に変倍作用を持たせる為、第３レンズ群Ｌ３のパワーが強まる。この結果、広角端において球面収差、像面湾曲を補正する事が困難となる。
一方、上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２での変倍作用が強まり、光学全長が短くなるが、ズーミングによる像面湾曲の変動を抑えるのが困難となる。
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２を構成する３枚の負レンズのうち物体側から数えて第２番目の負レンズのパワー配分に関する条件式である。
条件式（４）の下限値を下回ると、該負レンズのパワーが強まり、望遠端における球面収差がアンダーとなる。一方、上限値を上回ると、該負レンズのパワーが弱まり、広角端において内向性コマを抑える事が困難となる。
尚、各実施例において、更に収差補正を良好に行い及びズーミングの際の収差変動を小さくしつつ高い光学性能を得るには、条件式（３）、（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
更に好ましくは条件式（３ａ）、（４ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
各実施例では以上のように各レンズ群を構成することによって、レンズ系全体を小型化し、簡易なレンズ構成にもかかわらず、全ズーム範囲、又、物体距離全般にわたり高い光学性能を得ている。
次に各実施例における各レンズ群のレンズ構成の特徴に関して説明する。
第１レンズ群Ｌ１は有効レンズ径が他のレンズ群に比べて大きくなるので、レンズ枚数が少ない方が軽量化のために好ましい。
本実施例においては、第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１枚の負レンズと２枚の正レンズを有するようにしている。具体的には第１〜７実施例においては、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、１枚の負レンズと２枚の正レンズにより構成されている。しかしながらこの限りでは無く、物体側から順に１枚の負レンズと３枚の正レンズにより構成しても良いし、２枚の負レンズと２枚（或いは３枚）の正レンズにより構成しても良い。また、第１レンズ群Ｌ１内の最も物体側の２枚のレンズは接合レンズとしているが、勿論単レンズで構成しても構わない。
具体的な構成として、第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズと正レンズの各１枚を接合した接合レンズと、単一の正レンズより構成している。これにより、高ズーム比化を図ったときに多く発生する球面収差と色収差を良好に補正している。
第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凹面の負レンズ、正レンズより構成している。
これによってズーミング時の収差変動を少なくし、特に広角端における歪曲収差や望遠端における球面収差等を良好に補正している。
第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の２つの負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成している。
また、第３レンズ群Ｌ３は１以上の面が非球面形状である。これによってズーミングに伴う収差変動を良好に補正している。
各実施例では、第３レンズ群Ｌ３中に接合レンズを用いることで、ズーミングの際の色収差の変動を抑制している。更に第３レンズ群Ｌ３の全部又は一部を光軸から垂直方向の成分を持つように偏芯させて防振動作を行う際の、偏芯による諸収差の発生が少なくなるようにしている。第３レンズ群Ｌ３の具体的なレンズ構成は次のとおりである。
実施例１では、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズと物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズとを接合した接合レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成る。
実施例２〜７では、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成る。
第４レンズ群Ｌ４は物体側の面が凸形状の正レンズと負レンズの接合レンズにより構成している。
次に、本発明の実施例１〜７に各々対応する数値実施例１〜７を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
またｋを離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６
＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０＋Ｆｈ１2＋Ｇｈ１４＋Ｈｈ１６＋
で表示される。但しＲは曲率半径である。また例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
数値実施例において最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。
また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。

数値実施例１
ｆ＝1〜13.79 Ｆｎｏ＝ 2.87 〜5.74 ２ω＝75.7゜ 〜 6.5゜

R 1 = 32.434 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 6.436 D 2 = 1.09 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -54.307 D 3 = 0.03
R 4 = 6.920 D 4 = 0.69 N 3 = 1.815500 ν 3 = 44.4
R 5 = 35.779 D 5 = 可変
R 6 = 7.063 D 6 = 0.19 N 4 = 1.882997 ν 3 = 40.8
R 7 = 2.083 D 7 = 0.44
R 8 = 6.301 D 8 = 0.17 N 5 = 1.806098 ν 4 = 40.9
R 9 = 1.729 D 9 = 0.71
R10 = -5.324 D10 = 0.14 N 6 = 1.712995 ν 5 = 53.9
R11 = 8.550 D11 = 0.02
R12 = 3.544 D12 = 0.45 N 7 = 1.846660 ν 6 = 23.9
R13 = -13.641 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.556 D15 = 0.41 N 8 = 1.806100 ν 7 = 40.7
R16 = 2.276 D16 = 0.48 N 9 = 1.846660 ν 8 = 23.9
R17 = 1.821 D17 = 0.08
R18 = 3.432 D18 = 0.18 N10 = 2.003300 ν 9 = 28.3
R19 = 1.063 D19 = 0.39 N11 = 1.693501 ν10 = 53.2
R20 = -4.790 D20 = 可変
R21 = 4.184 D21 = 0.42 N12 = 1.772499 ν11 = 49.6
R22 = -5.508 D22 = 0.11 N13 = 1.755199 ν12 = 27.5
R23 = 13.760 D23 = 可変
R24 = ∞ D24 = 0.14 N14 = 1.516330 ν13 = 64.1
R25 = ∞

ズーム比 13.79

焦点距離 1.00 7.20 13.79
Fナンバー 2.87 4.11 5.74
画角 37.9 10.3 3.3
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 16.0 18.0 21.6
BF 1.80 2.83 1.60

D 5 0.17 6.23 7.61
D13 4.14 0.45 0.17
D14 1.58 0.35 0.19
D20 1.08 2.35 4.81
D23 1.37 2.58 1.16

群 始面 焦点距離
1 1 11.98
2 6 -1.96
3 15 3.41
4 21 7.37


非球面係数

R15 ｋ=-9.55612e-02 Ｂ=-1.04850e-02 Ｃ=-1.61836e-03
Ｄ=-1.27707e-03 Ｅ= 4.74964e-04 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例2
ｆ＝1〜13.71 Ｆｎｏ＝ 2.89 〜5.57 ２ω＝75.2゜ 〜 6.4゜

R 1 = 13.578 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 5.850 D 2 = 1.02 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 162.493 D 3 = 0.03
R 4 = 6.244 D 4 = 0.76 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 5 = 31.628 D 5 = 可変
R 6 = 9.845 D 6 = 0.18 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 1.798 D 7 = 0.45
R 8 = 6.219 D 8 = 0.15 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 1.859 D 9 = 0.58
R10 = -4.443 D10 = 0.14 N 6 = 1.806100 ν 6 = 33.3
R11 = 58.969 D11 = 0.02
R12 = 4.038 D12 = 0.29 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -14.018 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.846 D15 = 0.62 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R16 = 64.350 D16 = 0.41
R17 = 7.983 D17 = 0.21 N 9 = 1.581439 ν 9 = 40.8
R18 = 1.994 D18 = 0.05
R19 = 3.003 D19 = 0.14 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.332 D20 = 0.39 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = -7.630 D21 = 可変
R22 = 4.487 D22 = 0.41 N12 = 1.754998 ν12 = 52.3
R23 = -3.750 D23 = 0.10 N13 = 1.834000 ν13 = 37.2
R24 = 19.645 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

ズーム比 13.71

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 8.07 13.71
Fナンバー 2.87 3.88 5.57
画角 37.6 12.4 3.2
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 14.8 15.9 19.7
BF 1.87 3.08 1.79

D 5 0.17 5.63 6.56
D13 3.92 0.45 0.26
D14 1.47 0.28 0.19
D21 1.07 1.99 4.61
D24 1.45 3.03 1.37

群 始面 焦点距離
1 1 10.71
2 6 -1.68
3 15 3.32
4 22 9.29

非球面係数

R16 ｋ=-1.12605e-01 Ｂ=-1.29138e-02 Ｃ=1.74008e-03
Ｄ=-8.76570e-03 Ｅ= 6.98905e-03 Ｆ=0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例3
ｆ＝1〜13.73 Ｆｎｏ＝ 2.87 〜5.50 ２ω＝75.3゜ 〜 6.4゜

R 1 = 13.647 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 5.864 D 2 = 1.02 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 170.503 D 3 = 0.03
R 4 = 6.267 D 4 = 0.76 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 5 = 32.141 D 5 = 可変
R 6 = 9.863 D 6 = 0.18 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 1.793 D 7 = 0.46
R 8 = 6.243 D 8 = 0.15 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 1.862 D 9 = 0.58
R10 = -4.514 D10 = 0.14 N 6 = 1.806100 ν 6 = 33.3
R11 = 50.598 D11 = 0.02
R12 = 3.975 D12 = 0.29 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -13.670 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.868 D15 = 0.62 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R16 = 32.615 D16 = 0.41
R17 = 5.511 D17 = 0.21 N 9 = 1.582673 ν 9 = 46.4
R18 = 2.135 D18 = 0.04
R19 = 3.024 D19 = 0.14 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.265 D20 = 0.39 N11 = 1.696797 ν11 = 55.5
R21 = -9.816 D21 = 可変
R22 = 4.511 D22 = 0.41 N12 = 1.754998 ν12 = 52.3
R23 = -4.113 D23 = 0.10 N13 = 1.834000 ν13 = 37.2
R24 = 27.588 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

ズーム比 13.73

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 7.96 13.73
Fナンバー 2.87 3.84 5.50
画角 37.7 12.6 3.2
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 14.8 16.0 19.7
BF 1.89 3.02 1.85

D 5 0.17 5.65 6.60
D13 3.95 0.47 0.26
D14 1.48 0.28 0.19
D21 1.05 2.10 4.57
D24 1.45 2.91 1.40

群 始面 焦点距離
1 1 10.72
2 6 -1.71
3 15 3.37
4 22 8.33

非球面係数

R15 ｋ=-6.27526e-02 Ｂ=-1.31808e-02 Ｃ= 1.82424e-03
Ｄ=-8.73109e-03 Ｅ= 6.90110e-03 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例4
ｆ＝1〜13.72 Ｆｎｏ＝ 2.87 〜5.53 ２ω＝75.3゜ 〜 6.4゜

R 1 = 13.538 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 5.876 D 2 = 1.02 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 174.059 D 3 = 0.03
R 4 = 6.224 D 4 = 0.77 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 5 = 31.540 D 5 = 可変
R 6 = 9.879 D 6 = 0.18 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 1.787 D 7 = 0.46
R 8 = 6.216 D 8 = 0.15 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 1.861 D 9 = 0.59
R10 = -4.409 D10 = 0.14 N 6 = 1.806100 ν 6 = 33.3
R11 = 61.564 D11 = 0.02
R12 = 4.113 D12 = 0.37 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -13.257 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.837 D15 = 0.62 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R16 = 60.337 D16 = 0.44
R17 = 8.527 D17 = 0.21 N 9 = 1.595509 ν 9 = 39.2
R18 = 1.974 D18 = 0.05
R19 = 3.006 D19 = 0.14 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.370 D20 = 0.39 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = -7.728 D21 = 可変
R22 = 4.418 D22 = 0.41 N12 = 1.754998 ν12 = 52.3
R23 = -3.797 D23 = 0.10 N13 = 1.834000 ν13 = 37.2
R24 = 22.664 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

ズーム比 13.72

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 8.00 13.72
Fナンバー 2.87 3.85 5.53
画角 37.7 12.6 3.2
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 14.9 16.0 19.8
BF 1.91 3.08 1.83

D 5 0.17 5.59 6.53
D13 3.84 0.44 0.26
D14 1.52 0.29 0.19
D21 1.04 2.04 4.58
D24 1.50 3.00 1.41

群 始面 焦点距離
1 1 10.61
2 6 -1.68
3 15 3.37
4 22 8.63

非球面係数

R15 ｋ=-5.82469e-02 Ｂ=-1.38910e-02 Ｃ= 7.57297e-04
Ｄ=-8.91734e-03 Ｅ= 6.88889e-03 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例5
ｆ＝1〜17.0 Ｆｎｏ＝ 2.87 〜5.74 ２ω＝75.4゜ 〜 5.1゜

R 1 = 13.891 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 5.854 D 2 = 1.03 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 232.443 D 3 = 0.03
R 4 = 6.680 D 4 = 0.76 N 3 = 1.729157 ν 3 = 54.7
R 5 = 49.490 D 5 = 可変
R 6 = 12.500 D 6 = 0.18 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 1.810 D 7 = 0.44
R 8 = 5.862 D 8 = 0.15 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 1.872 D 9 = 0.59
R10 = -4.349 D10 = 0.14 N 6 = 1.806100 ν 6 = 33.3
R11 = 51.393 D11 = 0.02
R12 = 4.005 D12 = 0.33 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -13.683 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.874 D15 = 0.62 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R16 = 144.162 D16 = 0.52
R17 = 9.133 D17 = 0.21 N 9 = 1.595509 ν 9 = 39.2
R18 = 2.049 D18 = 0.04
R19 = 3.024 D19 = 0.14 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.319 D20 = 0.39 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = -9.408 D21 = 可変
R22 = 3.978 D22 = 0.41 N12 = 1.772499 ν12 = 49.6
R23 = -4.003 D23 = 0.10 N13 = 1.834000 ν13 = 37.2
R24 = 25.603 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

ズーム比 17.0

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 8.40 17.00
Fナンバー 2.87 3.68 5.74
画角 37.7 12.4 2.5
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 15.0 16.1 20.4
BF 1.88 3.09 0.98

D 5 0.17 5.66 6.57
D13 3.93 0.42 0.28
D14 1.42 0.23 0.23
D21 1.14 2.16 5.96
D24 1.44 2.93 0.54

群 始面 焦点距離
1 1 10.26
2 6 -1.67
3 15 3.53
4 22 6.72

非球面係数

R15 ｋ=-1.28224e-01 Ｂ=-1.20097e-02 Ｃ= 2.31091e-03
Ｄ=-8.60297e-03 Ｅ= 5.31285e-03 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例6
ｆ＝1〜20.5 Ｆｎｏ＝ 2.87 〜5.74 ２ω＝75.4゜ 〜 4.19゜

R 1 = 13.689 D 1 = 0.33 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 5.772 D 2 = 1.02 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 286.543 D 3 = 0.03
R 4 = 6.590 D 4 = 0.76 N 3 = 1.691002 ν 3 = 54.8
R 5 = 57.149 D 5 = 可変
R 6 = 12.921 D 6 = 0.18 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 1.829 D 7 = 0.44
R 8 = 6.079 D 8 = 0.15 N 5 = 1.834807 ν 5 = 42.7
R 9 = 1.881 D 9 = 0.58
R10 = -4.380 D10 = 0.14 N 6 = 1.806100 ν 6 = 33.3
R11 = 40.602 D11 = 0.02
R12 = 4.014 D12 = 0.28 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -13.918 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 可変
R15* = 1.821 D15 = 0.62 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R16 = -19.233 D16 = 0.55
R17 = 18.158 D17 = 0.21 N 9 = 1.605620 ν 9 = 43.7
R18 = 2.016 D18 = 0.05
R19 = 3.308 D19 = 0.12 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.299 D20 = 0.39 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = -13.296 D21 = 可変
R22 = 3.503 D22 = 0.41 N12 = 1.754998 ν12 = 52.3
R23 = -4.582 D23 = 0.10 N13 = 1.834000 ν13 = 37.2
R24 = 274.040 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞
ズーム比 20.5

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 8.46 20.50
Fナンバー 2.87 4.20 5.74
画角 37.7 5.07 2.10
像高 0.75 0.75 0.75
レンズ全長 13.15 15.33 19.58
BF 1.94 3.45 1.23

D 5 0.17 5.83 7.01
D13 3.98 0.49 0.26
D14 1.55 0.24 0.21
D21 1.08 2.38 5.72
D24 1.51 3.01 0.79

群 始面 焦点距離
1 1 10.40
2 6 -1.69
3 15 3.80
4 22 5.09

非球面係数

R15 ｋ=-3.07164e-01 Ｂ=-1.04243e-02 Ｃ= 3.00760e-03
Ｄ=-9.93328e-03 Ｅ= 7.79403e-03 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ= 0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00

実施例7
ｆ＝1〜19.87 Ｆｎｏ＝ 2.85 〜5.86 ２ω＝72.6゜ 〜 4.24゜

R 1 = 13.616 D 1 = 0.38 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 7.075 D 2 = 1.21 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = 173.509 D 3 = 0.02
R 4 = 6.966 D 4 = 0.80 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 27.466 D 5 = 可変
R 6 = 10.765 D 6 = 0.21 N 4 = 1.882997 ν 4 = 40.8
R 7 = 2.023 D 7 = 0.78
R 8 = 12.065 D 8 = 0.16 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 3.084 D 9 = 0.75
R10 = -6.569 D10 = 0.14 N 6 = 1.834000 ν 6 = 37.2
R11 = 185.126 D11 = 0.02
R12 = 5.423 D12 = 0.48 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R13 = -24.794 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.27
R15* = 1.994 D15 = 0.63 N 8 = 1.693500 ν 8 = 53.2
R16 = 11.713 D16 = 0.35
R17 = 3.422 D17 = 0.20 N 9 = 1.806100 ν 9 = 33.3
R18 = 1.867 D18 = 0.09
R19 = 3.666 D19 = 0.12 N10 = 2.003300 ν10 = 28.3
R20 = 1.344 D20 = 0.45 N11 = 1.743997 ν11 = 44.8
R21 = -57.563 D21 = 可変
R22 = 4.406 D22 = 0.53 N12 = 1.743198 ν12 = 49.3
R23 = -4.213 D23 = 0.10 N13 = 1.688931 ν13 = 31.1
R24 = 14.312 D24 = 可変
R25 = ∞ D25 = 0.14 N14 = 1.516330 ν14 = 64.1
R26 = ∞

ズーム比 19.87

広角 中間 望遠
焦点距離 1.00 7.77 19.87
Fナンバー 2.85 3.75 5.86
画角 37.7 5.07 2.10
像高 0.74 0.74 0.74
レンズ全長 19.45 21.11 24.69
BF 1.80 3.37 1.02

D 5 0.15 6.66 7.88
D13 8.24 1.15 0.35
D21 1.56 2.24 7.70
D24 1.07 2.64 0.30

群 始面 焦点距離
1 1 12.94
2 6 -2.12
3 14 4.21
4 22 7.37

R15 ｋ=2.37811e-02 Ｂ=-8.54193e-03 Ｃ=-1.72413e-03
Ｄ=2.00566e-04 Ｅ=-3.48028e-04 Ｆ= 0.00000e+00
Ｇ=0.00000e+00 Ｈ= 0.00000e+00
次に各実施例に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図２９を用いて説明する。
図２９において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置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。
本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の広角端における収差図 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の望遠端における収差図 本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例２に対応する数値実施例２の広角端における収差図 本発明の実施例２に対応する数値実施例２の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例２に対応する数値実施例２の望遠端における収差図 本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例３に対応する数値実施例３の広角端における収差図 本発明の実施例３に対応する数値実施例３の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例３に対応する数値実施例３の望遠端における収差図 本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例４に対応する数値実施例４の広角端における収差図 本発明の実施例４に対応する数値実施例４の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例４に対応する数値実施例４の望遠端における収差図 本発明の実施例５の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例５に対応する数値実施例５の広角端における収差図 本発明の実施例５に対応する数値実施例５の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例５に対応する数値実施例５の望遠端における収差図 本発明の実施例６の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例６に対応する数値実施例６の広角端における収差図 本発明の実施例６に対応する数値実施例６の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例６に対応する数値実施例６の望遠端における収差図 本発明の実施例７の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例７に対応する数値実施例７の広角端における収差図 本発明の実施例７に対応する数値実施例７の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例７に対応する数値実施例７の望遠端における収差図 本発明の撮像装置の概略図
符号の説明
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
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
ＳＰ 絞り
Ｇ ＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ω 半画角
ｆｎｏ Ｆナンバー

Claims (8)

  1. 物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凹面の負レンズ、正レンズより成り、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の広角端の位置と望遠端の位置との距離をｓｔ１、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第３レンズ群の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとするとき、
    ０．０５＜ｆ１／（ｓｔ１×ｆｔ／ｆｗ）＜０．２
    １．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜３．６
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の２つの負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成ることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側が凸面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の２つの負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成り、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の広角端の位置と望遠端の位置との距離をｓｔ１、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第３レンズ群の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとするとき、
    ０．０５＜ｆ１／（ｓｔ１×ｆｔ／ｆｗ）＜０．２
    １．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜３．６
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  4. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと１枚の正レンズからなり、前記第２レンズ群の広角端及び望遠端における結像倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
    ４．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１２．０
    なる条件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. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと１枚の正レンズからなり、前記第２レンズ群の物体側から数えて第２番目の負レンズの焦点距離をｆ２２、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
    １．０＜ｆ２２／ｆ２＜２．５
    なる条件を満足す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. 前記第３レンズ群の全部又は一部を、光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて、前記ズームレンズが振動したときの撮影画像の位置を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 請求項１から７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る像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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