JP5414205B2 - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はスチルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、そしてデジタルスチルカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズに関するものである。

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等の撮像装置（カメラ）においては、高機能化とともに装置全体の小型化がなされている。

そしてそれに伴って、これらに用いる撮影光学系は、レンズ全長が短くコンパクトで、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有する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の１つとして、物体側より像側へ順に正、負、正、正の屈折力の第１、第２、第３、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（特許文献１〜３）。

特許文献１のズームレンズは、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群を移動させてズーミングを行い、第４レンズ群を移動させてフォーカスを行っている。

特許文献２、３のズームレンズは第１〜第４レンズ群を全て移動させてズーミングを行っている。

また、特許文献２では、Ｆナンバー決定部材を第３レンズ群の最も物体側のレンズ面頂点と、該レンズの物体側の面と外周部との交点との間に配置している。これにより、望遠端で第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を短縮し、ズーム比５倍以上を有し、かつ全系の小型化を図ったズームレンズを開示している。

一方、撮像装置が振動したときの像振れを補正する防振機能を有するズームレンズが知られている。このうち物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１、第２、第３、第４レンズ群より成り、第３レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて像振れを補正したズームレンズが知られている（特許文献４）。
特開２００３−３１５６７６号公報 特開２００６−２８５０１９号公報 特開２００６−１０６１１１号公報 特開平０７−１２８６１９号公報

一般にズームレンズを小型化するためには、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、ズーミングに伴う各レンズ群の移動量を少なくし、かつ各レンズ群のレンズ枚数を削減するのが良い。

しかしながら、このようにしたズームレンズは、ズーミングに伴う収差変動が増大し、全ズーム範囲にわたり又画面全体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。

このため、高ズーム比とレンズ系全体の小型化を図るには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力、そして各レンズ群のズーミングに伴う移動条件、そして開放Ｆナンバー光束を制限するＦナンバー絞りの光路中の位置等を適切に設定することが重要となる。

例えば前述した４群ズームレンズではズーミングの際に移動する第３レンズ群の屈折力や移動量、そして全系のレンズ全長等を適切に設定することが重要となってくる。

これらの構成が不適切であると、高ズーム比を確保しつつ高い光学性能を有した小型のズームレンズを得るのが困難になってくる。

本発明は、高ズーム比で、しかも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レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群が移動してズーミングを行う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、物体側が凸面の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構成され、
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の光軸上の移動量をＭ３、望遠端におけるレンズ全長をＬｔ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、
前記第３レンズ群の望遠端と広角端における結像倍率を各々β３ｔ、β３ｗ、
望遠端において、光軸上の無限遠にある点光源から発する光束が像面へ到達するまでに各レンズ面に入射するときの入射高が最大となるレンズ面の有効径をＤｔとするとき、
−０．５０＜Ｍ３／Ｌｔ＜−０．２５
０．２０＜ｆ３／ｆｔ＜０．４０
３．０＜β３ｔ／β３ｗ＜６．０
０．０８＜Ｄｔ／ｆｔ＜０．１７
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、高ズーム比で、しかも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レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを有し、各レンズ群が移動してズーミングを行っている。

図１は実施例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、図２は実施例１のズームレンズの広角端における収差図、図３は実施例１のズームレンズの望遠端（長焦点距離）における収差図である。

図４は実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図５は実施例２のズームレンズの広角端における収差図、図６は実施例２のズームレンズの望遠端における収差図である。

図７は実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図８は実施例３のズームレンズの広角端における収差図、図９は実施例３のズームレンズの望遠端における収差図である。

図１０は本発明のズームレンズを備える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デジタルスチルカメラやビデオ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。

尚、各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。

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は開放Ｆナンバー光束を制限するＦナンバー決定絞り（開口絞り）であり、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点と該レンズの物体側の面と外周部との交点との間に配置している。

尚、ここでいうＦナンバー決定絞りＳＰは、開口面積が可変でも不変でも良い。また、ＦＰはフレアー絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の像側に配置して、不要光を遮光している。

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、ΔＭ，ΔＳは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（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。

また、以下の各実施例において広角端と望遠端は、それぞれ最小の焦点距離における各レンズ群の配置と、最大の焦点距離における各レンズ群の配置をいう。

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とフォーカスするときの移動方向を示している。

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１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡に沿って移動している。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ単調に移動している。

又、変倍に伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡に沿って移動させて補正している。

また第４レンズ群Ｌ４はフォーカス用のレンズ群である。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ヤー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、各々無限遠物体と近距離物体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との間の空気の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に設定している。

又、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、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。

各実施例において、第３レンズ群Ｌ３の広角端から望遠端へのズーミングにおける光軸上の移動量をＭ３とする。

望遠端でのレンズ全長をＬｔとする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。望遠端でのレンズ全系の焦点距離をｆｔとする。このとき、
−０．５０ ＜ Ｍ３ ／ Ｌｔ ＜ −０．２５ ・・・（１）
０．２０ ＜ ｆ３ ／ ｆｔ ＜ ０．４０ ・・・（２）
なる条件を満足している。

ここで、レンズ最前面（第１レンズ面）からレンズ最終面までの距離をＤａとする。レンズ最終面から像面までの間にガラスブロックが存在しているときは、そのガラスブロックの長さを空気換算長として測ったときのバックフォーカス（レンズ最終面から像面までの空気中での長さ）をＤｂとする。このときレンズ全長とはＤａ＋Ｄｂである。

例えばガラスブロックの長さをＤＬ、ガラスブロックの材料の屈折率をｎとするとき、ガラスブロックの空気換算長はＤＬ／ｎである。また、移動量Ｍ３の符号は第３レンズ群Ｌ３が広角端に比べて望遠端において物体側に位置する場合が負である。その逆が正である。

各実施例は、高ズーム比化（高倍化）に適したレンズ構成として、４つのレンズ群の屈折力を物体側から像側へ順に正・負・正・正とし、さらに各レンズ群をズーミングに際して移動させている。そして、レンズ全長の増大を抑えつつ、各レンズ群のストロークを増やすようにしている。これにより、高ズーム比化を実現しつつ、レンズ全長が増大しないようにしている。

条件式（１）はズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量に関する。

条件式（１）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなると、広角端と望遠端において画面周辺光束が第３レンズ群Ｌ３を通過する光軸と垂直方向の位置の変化が大きくなってくる。この結果、ズーム全域にわたってコマ収差等の諸収差を補正するのが困難になってくる。

また、条件式（１）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の変倍負担が少なくなる。この結果、高いズーム比を得るためにはズーミングにおける、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の間隔変化を増やすか、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を短縮して、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の変倍負担を増やす必要がある。

しかし、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の間隔変化を増やすために双方のレンズ群の移動量を増やすと、広角端と望遠端において画面周辺光束が第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２を通過する光軸と垂直方向の位置の変化が大きくなりすぎる。この結果、望遠端において画面周辺部において像面湾曲が補正不足になってくる。また、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を短縮（小さく）すると、各レンズ面の曲率半径が小さくなるため、コバや肉厚を確保するために各レンズ群の厚みが増えてくるので良くない。また、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を短縮すれば第３レンズ群Ｌ３の変倍比を増やすことができる。その際は条件式（２）の範囲に第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を設定するのが良い。

条件式（２）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を短縮すると、特に第３レンズ群Ｌ３内の凹面の曲率半径が小さくなる。この結果、周辺光束が該凹面を通過する際の光軸と垂直方向の位置の変化によるコマ収差等の諸収差の変動が大きくなり、ズーム全域にわたってこれらの収差を補正するのが困難になってくる。

また、条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の変倍負担が少なくなり、前述した如く第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の変倍負担を増やす必要が生じ、前述した如く好ましくない。

さらに好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を、次の如く設定するのが良い。

−０．３５＜Ｍ３／Ｌｔ＜−０．２７ ・・・（１ａ）
０．２５＜ｆ３／ｆｔ＜０．３５ ・・・（２ａ）
とするのが良い。

本発明は、上記の構成をとることで、５倍以上の高いズーム比を確保しつつ、全ズーム領域において良好な光学性能を有し、かつ全系の小型化を容易にしている。

以下、本発明のズームレンズの各実施例において更に好ましい要件について説明する。

第３レンズ群Ｌ３の望遠端における結像倍率をβ３ｔ、第３レンズ群Ｌ３の広角端における結像倍率をβ３ｗとする。このとき、
３．０＜β３ｔ／β３ｗ＜６．０ ・・・（３）
なる条件を満足すると良い。

条件式（３）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３のズーミングに伴う変倍負担が少なくなると、高ズーム比化のためには第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の変倍負担を増やす必要がある。

そのために、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を短縮すると、各レンズ面の曲率半径が小さくなり、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の厚みが増加するので良くない。第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際して間隔変化を増して変倍負担を増やすと、レンズ全長が伸びてくるので良くない。

また条件式（３）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３のズーミングに伴う移動量が伸びすぎたり、焦点距離が短縮されすぎて第３レンズ群Ｌ３の厚みが増加してレンズ全長が伸びる。又、ズーム全域に渡ってコマ収差等の諸収差を良好に補正するのが困難になってくる。

さらに好ましくは、条件式（３）の数値範囲を
３．０＜β３ｔ／β３ｗ＜４．０ ・・・（３ａ）
とするのが良い。

広角端におけるレンズ全長をＬｗ、広角端でのレンズ全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
５．０＜（Ｌｗ＊Ｌｔ）／（ｆｗ＊ｆｔ）＜１１．０ ・・・（４）
なる条件を満足するのが良い。

条件式（４）の下限を超えると、焦点距離に対するレンズ全長が広角端と望遠端の双方で短くなりすぎ、必要な数のレンズを配置したり各レンズ群の移動量を確保したりすることが困難になる。又、結果として十分な光学性能を保ったまま高ズーム比化を実現するのが難しくなる。

また、上限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎて全系の小型化が困難になる。

さらに好ましくは、条件式（４）の数値範囲を
７．０＜（Ｌｗ＊Ｌｔ）／（ｆｗ＊ｆｔ）＜１０．６ ・・・（４ａ）
とするのが良い。

第２レンズ群Ｌ２の望遠端における結像倍率をβ２ｔ、第２レンズ群Ｌ２の広角端における結像倍率をβ２ｗとする。第４レンズ群Ｌ４の望遠端における結像倍率をβ４ｔ、第４レンズ群Ｌ４の広角端における結像倍率をβ４ｗとする。

このとき、
１．６＜（β２ｔ＊β４ｔ）／（β２ｗ＊β４ｗ）＜２．５ ・・・（５）
なる条件を満足するのが良い。

条件式（５）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４の変倍負担が少なくなりすぎる。このため、高ズーム比化を保とうとすると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増えすぎたり、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短縮されすぎたりして、ズーム全域にわたってコマ収差等の諸収差を良好に補正するのが困難になってくる。また、上限を超えると第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４の変倍負担が大きくなり、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を短縮したり、ズーミングに伴う移動量を増やさなければならない。その結果、各レンズ群の厚みや、レンズ全長が伸びてしまうので良くない。

さらに好ましくは、条件式（５）の数値範囲を
１．６＜（β２ｔ＊β４ｔ）／（β２ｗ＊β４ｗ）＜２．３ ・・・（５ａ）
とするのが良い。

望遠端において、光軸上で無限遠にある点光源から発する光束が像面へ到達するまでに各レンズに入射するときの入射高が最大となるレンズ面の有効径をＤｔとする。

このとき、
０．０８ ＜ Ｄｔ ／ ｆｔ ＜ ０．１７ ・・・（６）
なる条件式を満たすと良い。

条件式（６）の上限を超えると、望遠端において焦点深度の幅が小さくなりすぎ、像面倒れなどの製造誤差に対する要求が厳しくなる。この結果、広角端と望遠端での各レンズ群の移動量が比較的大きな高ズーム比のズームレンズの製造が困難になる。また下限を超えると、回折の影響によりコントラストが低下するので良くない。

さらに好ましくは、条件式（６）の数値範囲を
０．１２０＜Ｄｔ／ｆｔ＜０．１６５ ・・・（６ａ）
とするのが良い。

尚、各実施例においては以上の条件式（３）〜（６）のうち少なくとも１つ以上を満足するのが良い。

第３レンズ群Ｌ３中の最も物体側に配置されたレンズは、物体側の面が凸形状で、該レンズの物体側頂点と、該レンズの物体側の面と外周部との交点との間に、開放Ｆナンバーの光束を決定するＦナンバー決定部材ＳＰを配置するのが良い。

これにより、第３レンズ群Ｌ３とは別に絞り部材を配置しないで済むので、望遠端において第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３の間隔を小さくすることが容易となる。この結果、第３レンズ群Ｌ３の移動量を増やしたり、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の間隔を大きくすることができるので、短いレンズ全長でも高ズーム比化が容易となる。

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、第１レンズ群Ｌ１を像側へ凸状の軌跡に沿って移動し、第２レンズ群Ｌ２を像側へ凸状の軌跡に沿って移動させている。これにより、軸外光束のレンズ面への入射高（光軸からの距離）が最も大きくなる広角端近傍のズーム位置で、望遠端に比べ第１レンズ群Ｌ１を開口絞りＳＰに近づけるように像側へ移動することが出来る。この結果、第１レンズ群Ｌ１を通過する光線の入射高を小さく抑えることができ、第１レンズ群Ｌ１をより小型化することができる。また、第２レンズ群Ｌ２を像側へ凸状の軌跡をとって移動させることで、望遠端近傍で第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰとの間隔が大きくならず、軸外光束の一部がケラれにくくすることができる。

小型、軽量の第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォ−カシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。これにより、フォーカスのために移動させるレンズ群の重量を少なくできるので、高速なフォーカシングを容易にしている。

第３レンズ群Ｌ３は１以上の非球面形状の面を有している。これにより、球面収差等の諸収差を効果的に補正している。

第３レンズ群Ｌ３を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対し垂直方向に結像位置を変移している。これにより、防振のためのプリズムやレンズ群を新たに追加せずに、手ぶれによる画像ブレを効果的に抑制している。

次に本発明の各実施例のレンズ構成について説明する。

各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は物体側が凸面の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っている。これにより、ズーミングの際の倍率色収差の変動を改善している。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、物体側が凸面のメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸面の正レンズより成っている。これにより、ズーミングの際の収差変動を少なくしている。また、負レンズを２枚配置することで、全体で負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２において、１枚の負レンズに負の屈折力が集中し、レンズ面の曲率半径が小さくなりすぎてコマ収差等が悪化することを防いでいる。

第３レンズ群Ｌ３は、２枚の正レンズと、１枚の負レンズより成っている。これにより、ズーミング時の軸上色収差の変動を改善し、さらに諸収差の変動も少なくしている。また、正レンズを２枚配置することで、全体で正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３において、１枚の正レンズに正の屈折力が集中し、レンズ面の曲率半径が小さくなりすぎてコマ収差等が悪化することを防いでいる。尚、第３レンズ群中の各レンズは、接合しても良い。これによればレンズ群内での相対偏芯を少なくし易くなる。又、接合しなくても良い。これによればレンズ面の数が増えて設計の自由度が増加するので、好ましい。

第４レンズ群Ｌ４は、１枚の正レンズより成っている。これにより、沈胴長が短縮され、さらにフォーカス時に移動する第４レンズ群Ｌ４が軽量なため、迅速なフォーカスが容易となる。

以上のように構成することによってレンズ全長の小型化と高ズーム比化を達成すると共に、広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を得ることができる。

尚、各実施例において第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第４レンズ群Ｌ４の像側に屈折力のある１以上のレンズ群を配置しても良い。

次に実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示す。

ｒｉは物体側から順に、第ｉ番目のレンズ面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔を示す。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ、ｄ線を基準としたときの屈折率及びアッベ数を示す。

ＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの、空気換算長を示す。また、長さに関する値の単位は、特に記載がない場合には、ｍｍである。

最も像側の２つの面はフィルター部材を構成する面である。レンズ面が非球面形状を有する場合は、面番号の後に＊を付加している。

また、その形状は以下のように表す。光軸方向での位置をＸとし、光軸と直交する方向での位置をＨとし、光の進行方向を正とする。Ｒを近軸曲率半径とし、Ｋを円錐係数とし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ非球面係数とする。

このとき、

なる式で表す。なお、「ｅ±Ｎ」は、「×１０^±Ｎ」を示す。また、各実施例における上述した条件式との対応を表−１に示す。

尚、数値実施例においてｄ１０の値が負となっているが、これは物体側から順に、Ｆナンバー決定絞りＳＰ、第３レンズ群Ｌ３の物体側のレンズと数えた為である。

ＳＰ絞りはＦナンバー決定絞り、ＦＰ絞りはフレアーカット絞りを示している。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 28.568 0.90 1.84666 23.9
2 15.653 3.20 1.83481 42.7
3 1500.778 (可変)
4 52.751 0.70 1.88300 40.8
5 6.507 3.10
6 -26.085 0.50 1.69680 55.5
7 47.401 0.40
8 13.148 1.40 1.92286 18.9
9 35.542 (可変)
10 ＳＰ絞り -0.30
11* 6.197 2.10 1.58313 59.4
12* -21.638 0.20
13 5.137 1.40 1.51742 52.4
14 14.073 0.50 1.80518 25.4
15 3.684 0.50
16 ＦＰ絞り (可変)
17 14.217 1.70 1.69680 55.5
18 86.474 (可変)
19 ∞ 1.00 1.51633 64.1
20 ∞ 0.5

非球面データ
第11面
K =-5.49106e-001 B =-1.27242e-004 C =-4.81677e-006

第12面
K =-3.03419e+001 B =-1.49147e-004 C = 1.30929e-006

各種データ
ズーム比 5.75

焦点距離 6.55 9.83 15.70 23.47 37.65
Fナンバー 3.26 3.64 4.22 4.85 6.08
半画角 （度） 30.61 21.52 13.86 9.38 5.88
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.83 41.89 43.68 47.89 55.30
BF 5.41 7.08 8.79 9.63 6.81

d 3 0.40 2.68 5.81 8.76 11.87
d 9 16.20 9.94 5.20 2.39 0.70
d16 5.53 5.89 7.59 10.81 19.62
d18 4.25 5.92 7.63 8.47 5.65

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 35.25
2 4 -8.99
3 10 11.76
4 17 24.18

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 30.541 0.80 1.84666 23.9
2 17.397 2.90 1.80400 46.6
3 14437.816 (可変)
4 41.120 0.70 1.88300 40.8
5 6.544 3.10
6 -21.290 0.50 1.69680 55.5
7 78.509 0.40
8 13.223 1.40 1.92286 18.9
9 37.291 (可変)
10 ＳＰ絞り -0.30
11* 6.192 2.00 1.58313 59.4
12* -22.887 0.20
13 5.184 1.40 1.51742 52.4
14 13.142 0.50 1.80518 25.4
15 3.638 0.50
16 ＦＰ絞り (可変)
17 13.389 1.70 1.69680 55.5
18 103.159 (可変)
19 ∞ 1.00 1.51633 64.1
20 ∞ 0.5

非球面データ
第11面
K =-5.83859e-001 B =-1.29515e-004 C =-3.91259e-006 D = 5.76005e-008

第12面
K =-2.94728e+001 B =-1.42203e-004 C = 5.17729e-007 D = 2.36372e-007

各種データ
ズーム比 5.31

焦点距離 6.70 9.68 15.47 22.74 35.60
Fナンバー 4.75 5.22 6.02 6.80 8.14
半画角 （度） 30.04 21.82 14.07 9.67 6.21
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.49 41.56 43.77 48.71 56.81
BF 5.82 7.52 9.44 10.33 7.90

d 3 0.40 2.64 6.34 10.01 14.29
d 9 15.89 9.85 4.90 2.25 0.81
d16 5.58 5.75 7.29 10.32 18.02
d18 4.66 6.36 8.28 9.17 6.74

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 39.61
2 4 -9.59
3 10 12.24
4 17 21.91

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 21.017 1.10 1.84666 23.9
2 14.047 3.50 1.77250 49.6
3 96.418 (可変)
4 28.407 0.70 1.88300 40.8
5 6.122 3.20
6 -62.491 0.60 1.77250 49.6
7 14.195 0.40
8 10.646 1.70 1.92286 18.9
9 30.111 (可変)
10 ＳＰ絞り -0.50
11* 5.045 2.25 1.80447 40.9
12* 38.529 0.20
13 21.194 0.50 1.80809 22.8
14 4.183 0.60
15 11.043 1.30 1.69680 55.5
16 -67.906 0.18
17 ＦＰ絞り (可変)
18 13.870 1.60 1.60311 60.6
19 81.251 (可変)
20 ∞ 1.00 1.51633 64.1
21 ∞

非球面データ
11面
K =-7.29620e-004 B =-3.58262e-004 C =-2.87700e-006 D =-5.14369e-007

12面
K =-2.13283e+001 B = 1.28553e-004 C = 1.02419e-005

各種データ
ズーム比 7.13

焦点距離 6.31 11.73 16.86 34.12 44.97
Fナンバー 2.69 3.21 3.61 4.86 6.08
半画角 （度） 31.57 18.27 12.95 6.48 4.92
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 45.17 46.97 49.81 58.16 63.38
BF 6.84 7.93 8.27 6.90 5.19

d 3 0.30 5.28 8.03 12.03 12.08
d 9 15.31 8.59 5.84 1.93 0.85
d17 5.05 7.50 10.00 19.63 27.59
d19 5.68 6.77 7.11 5.74 4.03

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 35.88
2 4 -8.11
3 10 12.01
4 18 27.49

次に実施例１〜３に示した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１０を用いて説明する。

図１０において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜３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。

尚、本発明のズームレンズは一眼レフカメラやビデオカメラ等にも同様に適用することができる。

実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

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
ＳＰ Ｆナンバー決定部材（開口絞り）
ＦＰ フレアーカット絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ線 ｄ線
ｇ線 ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (10)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群が移動してズーミングを行う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、物体側が凸面の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構成され、
   広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の光軸上の移動量をＭ３、望遠端におけるレンズ全長をＬｔ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、
   前記第３レンズ群の望遠端と広角端における結像倍率を各々β３ｔ、β３ｗ、
   望遠端において、光軸上の無限遠にある点光源から発する光束が像面へ到達するまでに各レンズ面に入射するときの入射高が最大となるレンズ面の有効径をＤｔとするとき、
   −０．５０＜Ｍ３／Ｌｔ＜−０．２５
   ０．２０＜ｆ３／ｆｔ＜０．４０
   ３．０＜β３ｔ／β３ｗ＜６．０
   ０．０８＜Ｄｔ／ｆｔ＜０．１７
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 広角端におけるレンズ全長をＬｗ、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ５．０＜（Ｌｗ＊Ｌｔ）／（ｆｗ＊ｆｔ）＜１１．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第２レンズ群の望遠端と広角端における結像倍率を各々β２ｔ、β２ｗ、前記第４レンズ群の望遠端と広角端における結像倍率を各々β４ｔ、β４ｗとするとき、
   １．６＜（β２ｔ＊β４ｔ）／（β２ｗ＊β４ｗ）＜２．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記第３レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは、物体側のレンズ面が凸形状であり、前記レンズの物体側のレンズ面の頂点と、前記レンズの物体側のレンズ面と外周部との交点との間に、開放Ｆナンバーの光束を決定するＦナンバー決定部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は、ズーミングに際していずれも像側へ凸形状の軌跡に沿って移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズ。
6. 前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して光軸上を移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群は、１以上の非球面を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズ。
8. 前記第３レンズ群を、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて、光軸と垂直方向に結像位置を移動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
9. 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８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１乃至９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。