JP2009271471A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高ズーム比を確保しつつ、簡易なレンズ構成で全系が小型のズームレンズを得ること。
【解決手段】 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レンズ群を有し、ズーミングに際して複数のレンズ群が移動するズームレンズにおいて、該第２レンズ群はフォーカスに際して移動し、該第２レンズ群の最も物体側に位置する負の屈折力のレンズを第２ａレンズとし、該第２ａレンズの材料の屈折率とアッベ数ｎ２ａ、ν２ａを各々適切に設定すること。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズに関し、例えば銀塩写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適に用いられるものである。

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、放送用カメラ、そして銀塩フィルムを用いたスチルカメラ等の撮像装置は、高機能化とともに装置全体が小型化されている。

それに伴い、これらに使用される撮影レンズとしては、レンズ全長が短くコンパクトで高ズーム比で且つ高い光学性能を有したズームレンズであることが求められている。

また、これらの撮像装置では光学フィルターやクイックリターンミラー等を撮像手段の光入射側に配置する。このため、これらに用いるズームレンズは、比較的長いバックフォーカス（撮影レンズの最終面と撮像面の間隔）が求められている。

最も物体側に正の屈折力のレンズ群が配置されるポジティブリード型のズームレンズは広角端におけるレンズ全長が短く、前玉径も小さくすることができて全体の小型化が容易であるため多くの撮像装置に用いられている。

ポジティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に正、負、正、そして正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成る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、全系がコンパクトでありながらズーム比３．５倍程度の高ズーム比を有するズームレンズが知られている（例えば特許文献１）。

また、この４群ズームレンズにおいて、第１、第２レンズ群のレンズ要素にプラスチック材料（樹脂材料）を用いた簡易な構成のズームレンズが知られている（例えば特許文献２）。

光学的な樹脂材料は一般に硝材に比べて屈折率が低い。このため、高い屈折率を有する粒子などを樹脂材料に添加することによって、高い屈折率を有した樹脂材料を得る方法が知られている（例えば特許文献３）。

又、樹脂材料より成るレンズを光学系中に用いたとき、樹脂材料のレンズ面から反射光が生じる。このとき、入射波長より小さな周期の凹凸微細構造を有する微細構造体をレンズ面に形成して反射光を減ずる方法が知られている（特許文献４、５）。

特許文献４、５では、微細構造体をベース部材にモールド成型によって一体的に成型した構成を開示している。
特開２００４−３３３７７０号公報 特開平１０−６２６８７号公報 特開２００７−１２６６３６号公報 特開２００１−１８３５０６号公報 特開２００５−３１６３８６号公報

一般にズームレンズの全系の小型化を図りつつ、高いズーム比を得るためにはズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数を少なくし、かつ各レンズ群の屈折力を強めれば良い。しかしながら単にレンズ群の屈折力を強め、又レンズ群のレンズ枚数を少なくすると、光学性能が劣化してくる。

特に前述した４群ズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比を確保しつつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズーム方式及び各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。

特に第２レンズ群でフォーカスを行う場合には、第２レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。

これらの各要素の設定が不適切であると、ズーミングに伴う収差変動が大きくなり、全系の小型化を図りつつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。

このようにズームレンズにおいては、光学系全体の小型化と、高い光学性能を得ることは背反する条件であり、これを両立することがズームレンズにとって重要な課題となっている。

本発明は、各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することにより、高ズーム比を確保しつつ、簡易なレンズ構成で全系が小型のズームレンズを提供することを目的とする。

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レンズ群を有し、
ズーミングに際して複数のレンズ群が移動するズームレンズにおいて、該第２レンズ群はフォーカスに際して移動し、該第２レンズ群の最も物体側に位置する負の屈折力のレンズを第２ａレンズとし、該第２ａレンズの材料の屈折率とアッベ数を各々ｎ２ａ、ν２ａとするとき
−０．０１２５＊ν２ａ＋２．１７５＜ｎ２ａ＜−０．０１１＊ν２ａ＋２．２１
４２．０＜ν２ａ＜５９．０
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、高ズーム比を確保しつつ、簡易なレンズ構成で全系が小型のズームレンズが得られる。

以下に、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の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

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レンズ群を有している。

ズーミングに際して複数のレンズ群が移動する。第２レンズ群はフォーカスに際して移動する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）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（長焦点距離端）におけるｄ線の無限遠物体合焦状態の収差図である。

図３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、図４（Ａ）〜（Ｃ）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ｄ線の無限遠物体合焦状態の収差図である。

図５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、図６（Ａ）〜（Ｃ）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ｄ線の無限遠物体合焦状態の収差図である。

図７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、図８（Ａ）〜（Ｃ）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ｄ線の無限遠物体合焦状態の収差図である。

図９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、図１０（Ａ）〜（Ｃ）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ｄ線の無限遠物体合焦状態の収差図である。

図１１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デジタルスチルカメラや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、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

各実施例のズームレンズをプロジェクターに用いるときは左方がスクリーン（被投射面）で右方が被投射画像側である。

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。

Ｌ２ａは第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に位置する負の屈折力のレンズ（第２ａレンズ）である。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置されている。ＦＳはフレアーカット絞りであり、第４レンズ群Ｌ４の像側に配置されている。

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、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面等の感光面に相当する。

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又はフォーカスの際の移動方向を示している。

ズーミングに際して、第１レンズ群乃至第４レンズ群はいずれも移動している。

具体的には広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印に示すように第１、第３、第４レンズ群Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４が物体側へ移動している。又、第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡を描くように移動している。

尚、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、広角端に比べて望遠端で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が小さくなるように各レンズ群が移動している。

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（高変倍比）が得られるようにしている。

特に画角の大きい広角端において第１レンズ群Ｌ１が像側に位置することで前玉径の増大を防ぎ、レンズ径が大きくなる第１レンズ群Ｌ１の小型化を達成している。

また、広角端に比べて望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きくなるようにして後述するように第２レンズ群Ｌ２でフォーカスするときに必要な繰出しのための空間を確保している。

各実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸上移動させてフォーカシングを行うインナー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矢印２ｃに示すように第２レンズ群Ｌ２を前方に繰り出すことによって行っている。第２レンズ群Ｌ２に関する実線の曲線２ａと点線の曲線２ｂ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際の像面変動を補正するための移動軌跡を示している。

開口絞りＳＰは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動している。フレアーカット絞りＦＳは、各実施例においてはズーミングに際して移動しているが、固定であっても良い。又、ズーミングに際して隣接する第４レンズ群と一体的に移動させても良い。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、Ｓ・Ｃは正弦条件である。Ｍ、Ｓはｄ線の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。

ＦｎｏはＦナンバーである。Ｙは像高である。

次に、実施例１〜５のズームレンズのレンズ構成の特徴について説明する。

各実施例において第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に位置する負の屈折力の第２ａレンズＬ２ａの材料の屈折率とアッベ数を各々ｎ２ａ、ν２ａとする。

このとき
−０．０１２５＊ν２ａ＋２．１７５＜ｎ２ａ＜−０．０１１＊ν２ａ＋２．２１
・・・（１）
４２．０＜ν２ａ＜５９．０ ・・・（２）
なる条件を満足している。

条件式（１）は第２ａレンズＬ２ａの材質の屈折率を適切に設定することでレンズ系全体の軽量化を図りつつ高い光学性能を得るための条件である。

条件式（１）の下限値を超えると第２ａレンズＬ２ａのレンズ面の曲率がきつくなり、（曲率半径が短くなり）第２レンズ群Ｌ２を３枚程度の少ないレンズ枚数で諸収差を補正することが困難となるため好ましくない。

特に、ペッツバール和が負の方向に大きくなり像面湾曲の補正が困難になってくる。

また、上限値を超えて、材料の屈折率が高くなると一般に材料の比重が増大するため、第２レンズ群Ｌ２全体の重量が増大してくるので好ましくない。

条件式（２）は第２ａレンズの材料のアッベ数の範囲を示すものである。

条件式（２）の下限を超えると、第２ａレンズＬ２ａの材料の分散が大きくなりすぎるため、第２レンズ群Ｌ２全体で色収差を良好に補正するのが困難となり好ましくない。

また、上限を超えると条件式（１）から第２ａレンズＬ２ａの材料の屈折率が小さくなり、少ないレンズ枚数で諸収差を補正することが困難になってくる。

尚、更に好ましくは条件式（１）、（２）を次の如く設定するのが良い。

−０．０１２５＊ν２ａ＋２．１７７＜ｎ２ａ＜−０．０１１＊ν２ａ＋２．２０
・・・（１ａ）
４３．０＜ν２ａ＜５８．０ ・・・（２ａ）
以上のように第２レンズ群Ｌ２を構成することで各実施例のズームレンズは、高ズーム比でありながら全ズーム範囲にわたり高い光学性能を容易に得ている。各実施例において、さらに好ましくは以下の諸条件のうち１以上を満足することが望ましい。

広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。

第２ａレンズＬ２ａの焦点距離をｆ２ａとする。

広角端から望遠端へのズーミングの際の第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の移動量をｍ１とする。

このとき
０．８０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５０ ・・・（３）
１．４０＜ｆ２ａ／ｆ２＜２．００ ・・・（４）
０．１０＜｜ｍ１／ｆｗ｜＜１．８０ ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。

尚ここでいう移動量とは、ズーミング時、不動な基準（例えば結像面）に対する指定ズーム位置（例えば広角端と望遠端）での対象レンズ群の位置変化を示す。指定ズーム位置以外の移動量を含むものではない。

移動量の符号は位置の変化が像側へ移動したときを正、その逆を負としている。往復移動のときの移動量とは、移動前と移動後の変化量をいう。

次に上述の各条件式の技術的な意味について説明する。

条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と広角端における全系の焦点距離との比に関し、主に第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切に設定することで光学系全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るための条件である。

条件式（３）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎると、諸収差の発生量が増えてくる。

このときの諸収差を良好に補正するには第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を４枚以上に増加させなければならず、この結果、第２レンズ群Ｌ２全体が大型化してくるので良くない。

又、全ズーム範囲にわたり良好な結像性能を得ることが困難となり好ましくない。

また、上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎると諸収差の発生は少なくなるが、所望のズーム比を確保するための第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなると共に前玉有効径が大きくなってくるので良くない。

条件式（４）は、第２ａレンズＬ２ａの焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離との比に関し、第２ａレンズＬ２ａの屈折力を適切に設定することで光学系全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るための条件である。

条件式（４）の下限を超えて、第２ａレンズＬ２ａの屈折力が強くなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２で発生する収差が増大するため好ましくない。特に各実施例のズームレンズは全体のレンズ枚数が少ないためペッツバール和の維持が困難となり、像面湾曲が悪化してくるので良くない。

また、上限を超えて、第２ａレンズＬ２ａの屈折力が弱くなりすぎると、変倍作用が弱まるために第２レンズ群Ｌ２のズーミングの際の移動量が大きくなり全体が大型化してくるので好ましくない。

条件式（５）は、広角端から望遠端へズーミングする際の第１レンズ群Ｌ１の移動量を適切に設定するためのものである。

条件式（５）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなると、光学全長が増大する。また、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１で生じる諸収差の変動が大きくなり、これらを良好に補正するのが困難となる。

また、上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の移動量が小さくなりすぎると、所望のズーム比を確保するために第１レンズ群Ｌ１の屈折力を増大せねばならない。そうするとズーミングに伴う諸収差の変動が大きくなるため好ましくない。

尚、更に好ましくは条件式（３）〜（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．９０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４０ ・・・（３ａ）
１．４１＜ｆ２ａ／ｆ２＜１．８０ ・・・（４ａ）
０．３０＜｜ｍ１／ｆｗ｜＜１．６０ ・・・（５ａ）
各実施例では、以上のように各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することにより、高変倍比を確保しつつ、簡易な構成で小型軽量なズームレンズを得ている。

次に各実施例において前述した以外の更に好ましい構成について説明する。

無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際して、屈折力の強い第２レンズ群Ｌ２は光軸方向物体側に移動している。このように所謂インナーフォーカス方式を用いることで第１レンズ群Ｌ１でフォーカシングを行うのに比べ、第１レンズ群Ｌ１のレンズ有効径の小型化を図っている。

第２レンズ群Ｌ２は広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に凸状の軌跡を描いて移動している。そして広角端に比べて望遠端において物体側に位置するように移動している。

このとき、軸外光束が第２レンズ群Ｌ２を通過するときの入射位置は広角端と望遠端で比較的大きく異なってくる。このため、第２レンズ群Ｌ２の中でも、より物体側のレンズ面（第２ａレンズの物体側の面）を非球面形状とすることで全ズーム範囲にわたり高い光学性能を実現している。

また、第２レンズ群Ｌ２は全体で負の屈折力であるので、非球面形状は、諸収差を良好に補正するために光軸からレンズ周辺にかけて正の屈折力が強くなるような形状であることが望ましい。

非球面形状を有するレンズの材料は特に限定するものではないが、比較的容易に製造できることから、樹脂成形のものを採用することが望ましい。

もちろん、該材料はガラスでも構わず、ガラス基板上に非球面形状の樹脂層を配置した所謂複合非球面レンズを用いても良い。

第２ａレンズＬ２ａの材料にプラスチックを用いている。

前玉（第１レンズ群Ｌ１）に次いで有効径が大きくなり易い第２ａレンズＬ２ａの材料をプラスチック材料とすることで、フォーカシングを行う第２レンズ群Ｌ２を軽量化している。これによってフォーカスを迅速に行っている。

第２ａレンズＬ２ａの少なくとも１面には、複数の微細凹凸構造より成る反射防止用の微細構造体が形成されている。

プラスチック材より成るレンズは、レンズ面に蒸着によって反射防止膜を形成することが困難である。

そこでプラスチック成型された第２ａレンズＬ２ａに、反射抑止機能をもった微細周期構造面を一体成型することで容易に反射抑止効果を得ている。

特に第２ａレンズ成分Ｌ２ａの物体側に比べて曲率が大きい像側の面に対して、入射角度依存性の少ない周期的な微細構造体を形成するのが有効である。

又、第４レンズ群Ｌ４にプラスチック材より成る非球面レンズを用いても良い。これによれば任意の形状の非球面が容易に得られ、軸外収差の補正が容易になるので好ましい。

ただし、第４レンズ群Ｌ４に樹脂性の非球面レンズを用いるときは、最も像側に位置するレンズよりも、それより物体側に位置するレンズに用いるのが良い。

例えばズームレンズを一眼レフカメラの交換レンズに適用する場合、最も像側のレンズにプラスチック材より成る非球面レンズを用いると、使用者の取扱いでレンズ面に傷が付く場合がある。このため、比較的強度の弱い樹脂材料による非球面形状より成るレンズは最も像側には配置しない方が望ましい。

各実施例では、広角端において全体のレンズ構成がレトロフォーカスタイプの屈折力配置となるようにしている。

また、望遠端では全体がテレフォトタイプの屈折力配置となるようにしている。これにより高いズーム比を容易に実現している。

各実施例において、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に１枚の正レンズと１枚の負レンズを貼り合わせた接合レンズより構成している。このような構成にして色収差の補正を容易にしている。

負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２は２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成している。一般に広角域を含むポジティブリード型のズームレンズにおいて、前玉径の大型化を抑えるために負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２は広角端において第１レンズ群Ｌ１近傍に配置される。そして第２レンズ群Ｌ２の第２ａレンズＬ２ａも第１レンズ群Ｌ１近傍に配置される。

このため、第２ａレンズＬ２ａは第１レンズ群Ｌ１に次いで有効径が大きくなる傾向となる。

そこで各実施例では第２ａレンズＬ２ａをプラスチック材料より構成することで、軽量化を図っている。

第２レンズ群Ｌ２は変倍分担が大きく、また、フォーカスレンズ群であるため第２レンズ群Ｌ２単独である程度の収差補正がなされていなければならない。

第２レンズ群Ｌ２は負の屈折力が強いので１枚の負レンズ、１枚の正レンズでは収差補正が十分にできないため、２枚の負レンズを用いている。

尚、各実施例において第２レンズ群Ｌ２は具体的に物体側より像側へ順に、第２ａレンズＬ２ａ、両凹形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズより構成している。

これによって軽量化を図りつつズーミングの際の収差変動及びフォーカスの際の収差変動を少なくしている。

第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、両凸形状の正レンズ、物体側の面が凹形状の２枚の負レンズより構成している。

正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３は、軸上光線が全ズーム領域において比較的高い位置を通るレンズ群である。そのため、正レンズで発生する軸上収差を２つの負レンズで補正する構成としている。

第４レンズ群Ｌ４は物体側の面が凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズより構成している。

又、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４には、非球面レンズを配し、第３レンズ群Ｌ３で補正しきれなかった軸上及び軸外の諸収差を補正している。

以上のように各実施例によれば広角端にて比較的長いバックフォーカスを確保しつつ光学全長を短くすることができ、例えば一眼レフ用の交換レンズとして最適な高ズーム比で小型なズームレンズが得られる。

尚、各実施例においては第１レンズ群Ｌ１の物体側又は第４レンズ群Ｌ４の少なくとも一方に屈折力のあるレンズ群を配置しても良い。

次に実施例１〜５に示したズームレンズを固体撮像素子を用いた撮像装置（一眼レフカメラ）に適用した実施例を図１１を用いて説明する。

図１１は一眼レフカメラの要部概略図である。図１１において、１０は実施例１〜５のズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４、焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５を有している。

更にその正立像を観察するための接眼レンズ６等によって構成されている。７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。

尚、実施例１〜５のズームレンズはレンズシャッターカメラ等の撮像装置にも同様に適用することができる。

以下に、実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの順番を示し、ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の部材肉厚又は空気間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。

非球面形状は光軸からの高さ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、
Ｘ＝（ｈ² ／Ｒ）／[１+{１−(１+ｋ)(ｈ/Ｒ)²}]^(1/2)＋A4ｈ⁴＋A6ｈ⁶ ＋A8ｈ⁸
で表される。

但し、kは円錐定数、A4、A6、A8、は4次、6次、8次の非球面係数、Ｒは近軸曲率半径である。

又、「E−０Ｘ」は「×１０^−ｘ」を意味している。又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表−１に示す。

［数値実施例1］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 115.888 4.83 1.73329 42.7 40.00
2 -111.720 1.80 1.84600 23.8 38.70
3 -563.763 (可変) 36.05
4 68.285 1.40 1.58000 50.0 27.06
5 15.846 5.32 21.48
6 -61.451 1.20 1.77200 49.5 21.27
7 21.945 1.30 19.70
8 22.212 3.00 1.84184 23.9 19.88
9 89.855 (可変) 19.44
10(絞り) ∞ 0.30 10.96
11 18.084 5.23 1.67175 48.1 11.72
12 -22.555 0.20 11.45
13 -26.823 1.57 1.83452 29.5 11.28
14 -485.371 1.10 11.22
15 -17.869 1.07 1.83676 32.9 11.22
16 -26.687 (可変) 11.60
17 -18.714 1.70 1.58306 30.2 13.63
18* -49.599 0.20 15.00
19 364.054 4.58 1.50030 68.1 15.58
20 -14.549 (可変) 16.69
21フレアーカット絞り∞ (可変) 18.28
像面

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.59474e-005 A 6= 1.73888e-007
A 8=-1.11671e-009

各種データ
ズーム比 3.38
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 40.00 62.50
Fナンバー 3.89 4.95 5.85
画角 72.88 37.71 24.66
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 111.30 119.43 138.79
BF 37.25 41.00 46.46

d 3 2.47 16.17 28.74
d 9 28.83 7.94 1.66
d16 7.79 4.07 3.17
d20 0.17 15.45 23.96
d21 37.25 41.00 46.46

入射瞳位置 25.95 39.60 57.10
射出瞳位置 -34.20 -39.20 -45.55
前側主点位置 39.66 59.65 77.15
後側主点位置 18.75 1.00 -16.03

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 147.00 6.63 0.42 -3.36
2 4 -21.11 12.23 2.64 -7.06
3 10 39.30 9.46 -2.12 -7.93
4 17 50.17 6.48 8.11 4.56
5 21 ∞ 0.00 0.00 0.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 78.27
2 2 -164.99
3 4 -35.93
4 6 -20.82
5 8 34.35
6 11 15.76
7 13 -34.08
8 15 -68.40
9 17 -52.61
10 19 28.08

［数値実施例2］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 65.698 6.12 1.71300 53.9 43.90
2 -247.384 1.80 1.84600 23.8 43.13
3 427.988 (可変) 41.54
4* 174.524 1.40 1.56000 57.0 24.80
5 14.762 4.78 19.17
6 -43.247 1.20 1.71300 53.9 18.94
7 17.762 1.45 17.27
8 20.301 3.33 1.69355 29.6 17.45
9 -226.696 (可変) 17.19
10(絞り) ∞ 0.20 11.03
11 17.415 7.39 1.66178 48.6 11.24
12 -21.930 0.20 10.54
13 -27.047 1.57 1.83897 30.1 10.37
14 -236.360 0.80 10.19
15 -20.052 1.07 1.83826 31.0 10.16
16 -38.889 (可変) 10.51
17 -17.221 1.70 1.58306 30.2 12.29
18* -39.349 0.20 13.63
19 240.679 5.13 1.48743 70.1 14.21
20 -14.052 (可変) 15.67
21フレアーカット絞り∞ (可変) 16.60
像面

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.35503e-005 A 6=-8.22145e-009
A 8= 7.43365e-012

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.93296e-005 A 6= 3.32980e-007
A 8=-2.32689e-009

各種データ
ズーム比 3.38
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 40.00 62.50
Fナンバー 3.87 4.98 5.57
画角 72.88 37.71 24.66
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 111.34 119.43 138.72
BF 37.29 40.07 39.79

d 3 3.07 15.20 32.00
d 9 26.99 7.20 2.01
d16 5.47 3.14 2.59
d20 0.17 15.48 23.98
d21 37.29 40.07 39.79

入射瞳位置 26.91 40.91 74.23
射出瞳位置 -31.95 -40.44 -47.52
前側主点位置 40.47 61.04 91.99
後側主点位置 18.79 0.07 -22.71

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 118.26 7.92 -1.29 -5.77
2 4 -19.44 12.17 1.31 -8.91
3 10 39.83 11.23 -3.82 -10.01
4 17 46.21 7.03 8.32 4.46
5 21 ∞ 0.00 0.00 0.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 73.40
2 2 -185.08
3 4 -28.89
4 6 -17.52
5 8 27.01
6 11 15.85
7 13 -36.53
8 15 -50.70
9 17 -54.05
10 19 27.42

［数値実施例3］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 63.344 6.14 1.71300 53.9 43.64
2 -267.397 1.80 1.84600 23.8 42.86
3 369.587 (可変) 41.24
4* 107.125 1.40 1.63000 50.0 24.37
5 14.740 4.71 19.13
6 -45.992 1.20 1.71300 53.9 18.91
7 18.116 1.44 17.32
8 20.503 3.27 1.72127 28.2 17.57
9 -403.791 (可変) 17.32
10(絞り) ∞ 0.20 10.87
11 17.467 7.92 1.66774 48.1 11.14
12 -21.678 0.20 10.45
13 -25.993 1.57 1.83973 29.3 10.29
14 -252.057 0.81 10.34
15 -20.397 1.07 1.83744 32.0 10.36
16 -39.627 (可変) 10.77
17 -17.000 1.70 1.58306 30.2 12.38
18* -38.368 0.22 13.74
19 214.149 4.95 1.48700 70.2 14.37
20 -14.044 (可変) 15.74
21フレアーカット絞り∞ (可変) 16.60
像面

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.88096e-006 A 6=-2.39673e-009
A 8=-1.04950e-011

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.95386e-005 A 6= 3.37127e-007
A 8=-2.28006e-009

各種データ
ズーム比 3.38
広角 中間 望遠
焦点距離 18.49 39.96 62.42
Fナンバー 3.94 5.05 5.61
画角 72.91 37.75 24.69
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 111.34 119.44 138.70
BF 37.29 40.21 39.67

d 3 3.03 14.73 31.61
d 9 27.17 7.53 2.46
d16 5.09 2.90 2.39
d20 0.17 15.48 23.98
d21 37.29 40.21 39.67

入射瞳位置 26.79 40.30 74.29
射出瞳位置 -31.24 -40.20 -47.37
前側主点位置 40.29 60.40 91.94
後側主点位置 18.79 0.24 -22.75

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 116.20 7.94 -1.42 -5.91
2 4 -19.23 12.02 1.23 -8.79
3 10 39.85 11.77 -4.15 -10.52
4 17 45.90 6.87 8.13 4.35
5 21 ∞ 0.00 0.00 0.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 72.39
2 2 -183.15
3 4 -27.29
4 6 -18.09
5 8 27.14
6 11 15.76
7 13 -34.62
8 15 -51.49
9 17 -53.93
10 19 27.26

［数値実施例4］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 61.307 6.18 1.71300 53.9 43.62
2 -284.414 1.80 1.84600 23.8 42.85
3 340.493 (可変) 41.19
4* 102.341 1.40 1.63000 44.0 24.30
5 14.693 4.73 19.05
6 -43.807 1.20 1.70810 54.1 18.82
7 17.219 1.41 17.15
8 19.890 3.27 1.74465 27.1 17.49
9 -885.058 (可変) 17.23
10(絞り) ∞ 0.20 10.93
11 17.289 8.13 1.66488 49.3 11.20
12 -21.517 0.20 10.53
13 -25.151 1.57 1.83838 30.8 10.42
14 -220.719 0.85 10.48
15 -20.932 1.07 1.83822 31.0 10.51
16 -40.699 (可変) 10.91
17 -17.431 1.70 1.58306 30.2 12.29
18* -40.672 0.20 13.62
19 184.608 5.02 1.48700 70.2 14.21
20 -14.222 (可変) 15.62
21フレアーカット絞り∞ (可変) 16.60
像面

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.08640e-005 A 6=-2.97007e-009
A 8= 1.20723e-012

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.02509e-005 A 6= 3.24631e-007
A 8=-2.20420e-009

各種データ
ズーム比 3.37
広角 中間 望遠
焦点距離 18.49 39.93 62.35
Fナンバー 3.94 5.08 5.60
画角 72.91 37.77 24.71
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 111.33 119.38 138.68
BF 37.28 40.60 39.66

d 3 2.93 13.87 30.94
d 9 27.23 7.85 3.00
d16 4.79 2.65 2.16
d20 0.17 15.48 23.98
d21 37.28 40.60 39.66

入射瞳位置 26.77 39.31 74.44
射出瞳位置 -30.57 -39.83 -47.07
前側主点位置 40.23 59.41 91.97
後側主点位置 18.79 0.66 -22.69

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 113.27 7.98 -1.48 -5.99
2 4 -18.86 12.01 1.34 -8.61
3 10 39.34 12.02 -4.19 -10.70
4 17 46.34 6.92 8.15 4.32
5 21 ∞ 0.00 0.00 0.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 71.27
2 2 -182.94
3 4 -27.40
4 6 -17.31
5 8 26.16
6 11 15.74
7 13 -33.98
8 15 -52.71
9 17 -53.77
10 19 27.34

［数値実施例5］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 63.938 6.11 1.71300 53.9 43.92
2 -275.681 1.80 1.84600 23.8 43.15
3 372.864 (可変) 41.53
4* 189.891 1.40 1.56000 50.0 24.96
5 14.803 4.80 19.22
6 -42.953 1.20 1.71300 53.9 18.98
7 17.727 1.51 17.30
8 20.652 3.25 1.72146 28.3 17.47
9 -331.948 (可変) 17.14
10(絞り) ∞ 0.20 11.06
11 17.255 7.90 1.65602 49.6 11.37
12 -21.419 0.20 10.56
13 -26.192 1.57 1.83848 30.7 10.37
14 -229.403 0.81 10.20
15 -19.480 1.07 1.83761 31.8 10.19
16 -36.078 (可変) 10.58
17 -16.576 1.70 1.58306 30.2 12.26
18* -37.563 0.20 13.64
19 264.431 4.89 1.48700 70.2 14.24
20 -13.830 (可変) 15.56
21フレアーカット絞り∞ (可変) 16.60
像面

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.45000e-005 A 6=-1.02914e-008
A 8= 1.42916e-011

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.10881e-005 A 6= 3.37957e-007
A 8=-2.34644e-009

各種データ
ズーム比 3.38
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 40.00 62.50
Fナンバー 3.87 4.98 5.57
画角 72.88 37.71 24.66
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 111.35 119.48 138.77
BF 37.30 40.23 39.85

d 3 3.04 14.93 31.74
d 9 27.04 7.36 2.26
d16 5.20 2.87 2.32
d20 0.17 15.48 23.98
d21 37.30 40.23 39.85

入射瞳位置 26.89 40.68 74.38
射出瞳位置 -31.52 -40.11 -47.19
前側主点位置 40.42 60.76 92.00
後側主点位置 18.80 0.23 -22.65

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 117.19 7.91 -1.41 -5.89
2 4 -19.27 12.16 1.33 -8.89
3 10 39.48 11.74 -3.92 -10.38
4 17 46.47 6.79 8.24 4.55
5 21 ∞ 0.00 0.00 0.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 73.34
2 2 -187.11
3 4 -28.75
4 6 -17.46
5 8 27.05
6 11 15.85
7 13 -35.39
8 15 -52.08
9 17 -52.45
10 19 27.14

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
Ｌ２ａ 第２ａレンズ
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
ＦＳ フレアーカット絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｓ．Ｃ． 正弦条件
Ｍ ｄ線のメリディオナル像面
Ｓ ｄ線のサジタル像面

Claims (9)

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レンズ群を有し、
   ズーミングに際して複数のレンズ群が移動するズームレンズにおいて、該第２レンズ群はフォーカスに際して移動し、該第２レンズ群の最も物体側に位置する負の屈折力のレンズを第２ａレンズとし、該第２ａレンズの材料の屈折率とアッベ数を各々ｎ２ａ、ν２ａとするとき
   −０．０１２５＊ν２ａ＋２．１７５＜ｎ２ａ＜−０．０１１＊ν２ａ＋２．２１
   ４２．０＜ν２ａ＜５９．０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   ０．８０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２ａレンズの焦点距離をｆ２ａとするとき、
   １．４０＜ｆ２ａ／ｆ２＜２．００
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 広角端から望遠端へのズーミングの際の前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．１０＜｜ｍ１／ｆｗ｜＜１．８０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のズームレンズ。
5. ズーミングに際して、前記第１レンズ群乃至第４レンズ群はいずれも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項に記載のズームレンズ。
6. 物体側より像側へ順に、前記第２レンズ群は前記第２ａレンズ、両凹形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズより成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. 前記第２ａレンズは、プラスチック材より成り、少なくとも１面には、複数の微細凹凸構造より成る反射防止用の微細構造体が形成されてい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. 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７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 請求項１乃至８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していることを特徴とする撮像装置。

Images