JP6324000B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。

近年、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は高機能化され、かつ装置全体が小型化されている。これらの装置に用いられるズームレンズは、レンズ全長が短く、高倍率であることが求められている。こうした要求に応えるべく、物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力を有するレンズ群より構成される、ポジティブリード型の４群ズームレンズが知られている。（特許文献１、２）

特許文献１には、ズーミングの際に全てのレンズ群を移動させ、各レンズ群の間隔を適切に設定し、コストの低いレンズを用いたズームレンズが記載されている。第１レンズ群を正レンズと負レンズのみで構成し、第３レンズ群にプラスチックから成るレンズを用いて、第３レンズ群の屈折力を適切に設定することで、レンズ群の厚みを薄くし、高倍率かつ低コストのズームレンズを得ることを目的としている。

特許文献２には、ズーミングの際に全てのレンズ群を移動させ、各レンズ群の間隔を適切に設定したズームレンズが記載されている。各レンズ群の間隔を適切に設定することで、ズーミングの途中に画面周辺で発生しやすい収差を抑制し、高倍率かつコンパクトなズームレンズを得ることを目的としている。

特開２００７−２６４３９０号公報 特開２００９−１６３１０２号公報

一般に、高倍率の撮影光学系を得るためには、撮影光学系を構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、各レンズ群の間隔を適切に設定すればよい。しかし、各レンズ群のズーミングにおける移動量を増加させると、レンズ全長の増大を招くおそれがある。

特許文献１及び２に記載のズームレンズは、各レンズ群のズーミングにおける移動量が大きく、レンズ全長を十分に小型化できているとはいえない。

本発明は、小型かつ高倍率のズームレンズ及びそれを有する撮像装置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配置された、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隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、１枚の負レンズと１枚の正レンズから成り、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をＭ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記ズームレンズのズーム比をＺ、前記正レンズの焦点距離をｆ１ｐ、前記正レンズの材料のアッベ数をνｄ１ｐとし、レンズ群の移動量の符号を、広角端に比べて望遠端で物体側に位置するときを正、広角端に比べて望遠端で像側に位置するときを負としたとき、
４．９＜（Ｍ１／ｆ１）×Ｚ＜８．０
０．１５＜Ｍ２／ｆ２＜０．５０
３９．９６≦（ｆ１ｐ／ｆ１）×νｄ１ｐ＜５０．０
なる条件式を満足することを特徴とする。

本発明によれば、小型かつ高倍率のズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 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 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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 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 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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 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 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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 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 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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 本発明の撮像装置の要部概略図

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について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レンズ群から構成される。

図１は実施例１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２（Ａ）、（Ｂ）、（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、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比１１．４０、開口比３．６７〜７．１９程度のズームレンズである。図３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である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（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、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比１１．９４、開口比３．６７〜７．１９程度のズームレンズである。

図５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である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（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、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比１３．８７、開口比３．６２〜７．１９程度のズームレンズである。図７は実施例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８（Ａ）、（Ｂ）、（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、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比１１．５６、開口比３．６０〜７．１９程度のズームレンズである。

図９は実施例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１０（Ａ）、（Ｂ）、（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、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比１４．７３、開口比３．５９〜７．１９程度のズームレンズである。

図１１は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（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スチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。また各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系としても用いることができる。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。またレンズ断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。

各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ３と第３レンズ群Ｌ３の間に位置している。ＦＰはフレアー絞り（フレアカット絞り）であり、第３レンズ群Ｌ３の像側に配置しており、不要光（フレアー）を遮光している。ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、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は像面である。ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。また、ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示している。非点収差図においてΔＳはｄ線におけるサジタル像面、ΔＭはメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図ではｇ線における倍率色収差を示している。ωは撮像半画角である。なお以下の各実施例において広角端と望遠端はそれぞれ、機構上の制約の下、変倍用のレンズ群が光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときの各ズーム位置をいう。

各実施例では、レンズ断面図中の矢印で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際してレンズ群が移動し、各ズームレンズの間隔が変化する。具体的には、各実施例において、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は像側へ凸状の軌跡を描くように、第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡を描くように、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ単調に、それぞれ移動する。また、第４レンズ群Ｌ４は、物体側へ凸状の軌跡を描くように移動し、ズーミングに伴う像面の変動を補正している。

本発明では、各レンズ群の屈折力を適切に設定することにより、第１レンズ群Ｌ１のズーミングにおける移動量を小さくすることができる。これにより、望遠端におけるズームレンズの全長を短縮しつつ、高倍率のズームレンズを得ることができる。

また、第４レンズ群Ｌ４が光軸上を移動することにより、フォーカシングが行われる。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、レンズ断面図の矢印４ｃに示すように、第４レンズ群Ｌ４を移動させる。レンズ断面図中の実線４ａと点線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。第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡を描くように移動させることで、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を有効に活用し、レンズ全長の短縮を実現している。

また、各実施例において、第３レンズ群Ｌ３の全体または一部を、光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることで、像ぶれの補正を行っている。

次に、各レンズ群の構成に関して説明する。第１レンズ群Ｌ１は、負レンズと正レンズの２枚のレンズから成り、負レンズと正レンズは接合されている。第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強くすると、望遠端において球面収差や軸上色収差が多く発生する。第１レンズ群に含まれる正レンズに低分散の材料を用い、該正レンズを非球面形状とすることで、これらの収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２は、像側のレンズ面が凹形状の負レンズ、像側のレンズ面が凹形状の負レンズ、物体側のレンズ面が凸形状の正レンズの３枚のレンズから構成される。広角端において、第１レンズ群Ｌ１の有効径を短くし、広画角なズームレンズを得るために、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強くしている。第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強くすると、広角端において像面湾曲や軸上色収差が多く発生する。第２レンズ群Ｌ２における負の屈折力を、２枚の負レンズで分担し、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に位置するレンズの面を非球面形状にすることで、像面湾曲を良好に補正している。また、第２レンズ群Ｌ２を構成する正レンズに高分散の材料を用いることで、この正レンズの屈折力を強めることなく、軸上色収差を良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側のレンズ面が凸形状の正レンズ、物体側のレンズ面が凸形状の正レンズと像側のレンズ面が凹形状の負レンズの接合レンズの３枚のレンズから構成される。広角端におけるレンズ全長を短縮するために、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を強くしている。第３レンズ群Ｌ３の屈折力を強くすると、広角端において球面収差や軸上色収差、コマ収差が多く発生する。第３レンズ群Ｌ３を２枚の正レンズと１枚の負レンズで構成することにより、球面収差やコマ収差を良好に補正している。また、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に位置する正レンズの面を非球面形状にすることで、広角側における球面収差を良好に補正している。さらに、第３レンズ群Ｌ３を構成する負レンズに高分散の材料を用いることで、この負レンズの屈折力を強めることなく、コマ収差や像面湾曲の発生を抑制している。

第４レンズ群Ｌ４は、正の屈折力の単レンズから構成される。第４レンズ群Ｌ４を１枚のレンズで構成することで、望遠端におけるレンズ全長を短縮することができる。

各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群Ｌ１の移動量をＭ１、第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、ズームレンズのズーム比をＺとしたとき、
４．８５＜（Ｍ１／ｆ１）×Ｚ＜８．００ …（１）
０．１５＜Ｍ２／ｆ２＜０．５０ …（２）
なる条件式を満足している。

ここで移動量とは、広角端と望遠端における各レンズ群の光軸上での位置の差であり、移動量の符号は広角端に比べて望遠端で物体側に位置するときを正、像側に位置するときを負とする。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の移動量Ｍ１と第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１、ズーム比Ｚの関係を規定したものである。条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなり、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まる。その結果、ズーム比を高くするためには、第２レンズ群Ｌ２の移動量を増加させる必要があり、レンズ全長が増大するため好ましくない。

条件式（１）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなり、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなる。この結果、望遠端において球面収差や軸上色収差を補正することが困難になり、ズーミングにおけるコマ収差の変動を抑制することが困難になるため好ましくない。

条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２の移動量Ｍ２と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２の関係を規定したものである。条件式（２）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が長くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱まり、ズーム比を高くするためには、第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくする必要がある。第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくすると、レンズ全長が増大するため好ましくない。

条件式（２）の上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなる。この結果、広角端において像面湾曲を補正することが困難になり、ズーミングにおける倍率色収差の変動を抑制することが困難になるため好ましくない。

各実施例では上記の如く、条件式（１）、（２）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより、小型かつ高倍率のズームレンズを得ることができる。

なお、各実施例において、好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次のようにするのがよい。
４．９０＜（Ｍ１／ｆ１）×Ｚ＜７．８０ …（１ａ）
０．１６＜Ｍ２／ｆ２＜０．４５ …（２ａ）

また、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。
５．００＜（Ｍ１／ｆ１）×Ｚ＜７．６０ …（１ｂ）
０．１６＜Ｍ２／ｆ２＜０．４０ …（２ｂ）

さらに、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。ここで、第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの焦点距離をｆ１ｐ、第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの材料のアッベ数をνｄ１ｐ、部分分散比をθｇＦ１ｐとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量をＭ３、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｌ４を構成する正レンズの物体側と像側の各面の曲率半径をそれぞれ、ｒ４１、ｒ４２としたとき、
３６．０＜（ｆ１ｐ／ｆ１）×νｄ１ｐ＜５０．０ …（３）
４．２＜｜ｆ１／ｆ２｜＜６．０ …（４）
１．２５＜Ｍ３／ｆ３＜１．７０ …（５）
０．８０＜Ｍ１／Ｍ３＜１．２０ …（６）
０．５９５＜θｇＦ１ｐ＋０．００１×νｄ１ｐ＜０．６３５ …（７）
ただし、６０．０＜νｄ１ｐ＜７５．０ …（８）
とする。
−１．０＜（ｒ４１−ｒ４２）／（ｒ４１＋ｒ４２）＜−０．５５…（９）
なる条件式のうち１つ以上を満足するのがよい。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの焦点距離ｆ１ｐと第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の比と、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料のアッベ数νｄ１ｐの関係を規定したものである。条件式（３）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まり、広角端における歪曲収差や、ズーミングにおけるコマ収差の変動を抑制することが困難になるため好ましくない。また、条件式（３）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料のアッベ数νｄ１ｐが小さくなると、軸上色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

条件式（３）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強まり、望遠端における球面収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

条件式（４）は、第１レンズ群の焦点距離ｆ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２の関係を規定したものである。条件式（４）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強まり、望遠端における球面収差や、軸上色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。条件式（４）の上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まり、ズーミングにおける像面湾曲の変動を抑制することが困難になるため好ましくない。

条件式（５）は、第３レンズ群Ｌ３の移動量Ｍ３と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の関係を規定したものである。条件式（５）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が長くなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱まり、高倍化を実現するために、各レンズ群の移動量を増やす必要がある。その結果、レンズ全長が増大するため好ましくない。条件式（５）の上限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が短くなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強まり、ズーミングにおける像面変動を抑制することが困難になるため、好ましくない。また、ズーミングにおけるＦナンバーの変動が大きくなり、望遠端におけるＦナンバーが大きくなるため好ましくない。

条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１の移動量Ｍ１と第３レンズ群Ｌ３の移動量Ｍ３の関係を規定したものである。条件式（６）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、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を拡大する必要が生じ、レンズ全長が増大するため好ましくない。また、ズーミングにおけるＦナンバーの変動が大きくなるため好ましくない。条件式（６）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなると、第１レンズ群Ｌ１の物体側への繰り出し量が大きくなり、望遠端におけるレンズ全長が増大するため好ましくない。

条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料に関する条件式である。条件式（７）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料の異常分散特性が弱くなり、望遠端における２次スペクトルを抑制することが困難になるため、好ましくない。条件式（７）の上限を超えると、ズーミングにおける軸上色収差の変動を抑制することが困難になるため、好ましくない。なお、条件式（７）において、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料のアッベ数νｄ１ｐは、条件式（８）の数値範囲を満足するものとする。

条件式（９）は、第４レンズ群Ｌ４を構成する正レンズの形状を規定する条件式である。条件式（９）の下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４を構成する正レンズの形状が、平凸形状に近くなり、望遠端において、無限遠から至近へのフォーカシングを行う際の像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（９）の上限を超えると、第４レンズ群Ｌ４を構成する正レンズの形状が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に近づき、広角端において、無限遠から至近へのフォーカシングを行う際の像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。

また、好ましくは条件式（３）〜（７）、（９）の数値範囲を次の如く設定すると、各条件式がもたらす効果を最大限に得られる。
３７．０＜（ｆ１ｐ／ｆ１）×νｄ１ｐ＜４９．０ …（３ａ）
４．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．８ …（４ａ）
１．３０＜Ｍ３／ｆ３＜１．６５ …（５ａ）
０．８５＜Ｍ１／Ｍ３＜１．１５ …（６ａ）
０．５９５＜θｇＦ１ｐ＋０．００１×νｄ１ｐ＜０．６３０ …（７ａ）
−０．９５＜（ｒ４１−ｒ４２）／（ｒ４１＋ｒ４２）＜−０．６０…（９ａ）

なお、さらに好ましくは条件式（３）〜（７）、（９）の数値範囲を次の如く設定するのがよい。
３８．０＜（ｆ１ｐ／ｆ１）×νｄ１ｐ＜４８．０ …（３ｂ）
４．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．５ …（４ｂ）
１．３５＜Ｍ３／ｆ３＜１．６０ …（５ｂ）
０．９０＜Ｍ１／Ｍ３＜１．１５ …（６ｂ）
０．５９５＜θｇＦ１ｐ＋０．００１×νｄ１ｐ＜０．６２０ …（７ｂ）
−０．９０＜（ｒ４１−ｒ４２）／（ｒ４１＋ｒ４２）＜−０．６５…（９ｂ）

次に、本発明の実施例１〜５にそれぞれ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は物体側からの光学面の順序を示す。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、ｎｄｉとνｄｉ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、Ａ４、Ａ６、Ａ８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＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２］^１／２］＋Ａ４ｈ^４＋Ａ６ｈ^６＋Ａ８ｈ^８
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。数値実施例において最も像側の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。

各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ系の最も像側の面から近軸像面までの距離を、空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側の面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。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。

なお、広角端における有効像円径（イメージサークルの直径）を、望遠端における有効像円径に比べて小さくすることができる。これは、画像処理において画像を引き伸ばすことで、広角側において発生しやすい樽型の歪曲収差を補正することができるためである。

［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 17.262 0.65 1.84666 23.8
2 13.278 3.76 1.59201 67.0
3* -154.322 (可変)
4* -121.831 0.50 1.88202 37.2
5* 5.695 2.47
6 -31.357 0.30 1.77250 49.6
7 19.113 0.05
8 9.552 1.31 1.95906 17.5
9 29.113 (可変)
10(絞り) ∞ -0.20
11* 4.835 1.45 1.59201 67.0
12* -13.140 0.10
13 3.868 1.24 1.58144 40.8
14 53.705 0.30 2.00100 29.1
15 3.101 1.34
16 ∞ (可変)
17 10.660 1.72 1.60311 60.6
18 92.498 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 0.99
非球面データ
第3面
K =-2.06794e+002 A 4= 6.57153e-006 A 6=-6.93126e-009 A 8= 2.42994e-011
第4面
K =-3.19343e+003 A 4=-3.86449e-005 A 6= 3.74941e-007 A 8=-2.06972e-009
第5面
K =-2.98780e-002 A 4= 2.58045e-004 A 6= 1.93724e-006 A 8= 1.60099e-007
第11面
K =-3.89688e-001 A 4=-4.72376e-004 A 6=-2.12855e-006
第12面
K =-6.13957e+000 A 4= 7.76455e-005
各種データ
ズーム比 11.40
広角 中間 望遠
焦点距離 4.62 24.52 52.64
Fナンバー 3.67 5.41 7.19
画角 34.22 8.98 4.21
レンズ全長 38.46 44.54 51.71
BF 4.14 9.17 4.73
d 3 0.34 11.69 15.20
d 9 15.38 2.97 0.56
d16 3.60 5.72 16.24
d18 2.63 7.66 3.22
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.68
2 4 -6.26
3 10 9.45
4 17 19.82

［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 18.024 0.65 1.84666 23.8
2 13.567 3.57 1.61881 63.9
3* -324.889 (可変)
4* -72.744 0.50 1.88202 37.2
5* 6.109 2.56
6 -45.100 0.30 1.77250 49.6
7 14.416 0.05
8 8.789 1.34 1.95906 17.5
9 23.782 (可変)
10(絞り) ∞ -0.20
11* 5.080 1.39 1.62263 58.2
12* -14.894 0.10
13 3.791 1.17 1.51633 64.1
14 12.488 0.30 2.00100 29.1
15 3.118 1.34
16 ∞ (可変)
17 10.576 1.64 1.60311 60.6
18 58.426 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 1.04
非球面データ
第3面
K = 2.11834e+002 A 4= 9.82232e-006 A 6=-1.68796e-008 A 8= 7.28713e-011
第4面
K =-5.22778e+002 A 4= 2.88150e-004 A 6=-5.20263e-006 A 8= 2.78400e-008
第5面
K = 2.41106e-001 A 4= 5.12556e-004 A 6= 1.23025e-005 A 8= 2.98141e-007
第11面
K =-8.83597e-002 A 4=-8.56019e-004 A 6=-1.44733e-005
第12面
K =-6.36725e+000 A 4= 5.12214e-005
各種データ
ズーム比 11.94
広角 中間 望遠
焦点距離 4.41 26.20 52.65
Fナンバー 3.67 5.50 7.19
画角 35.44 8.41 4.21
レンズ全長 38.15 45.23 52.03
BF 4.16 9.33 4.66

d 3 0.33 13.24 16.41
d 9 15.40 2.61 0.55
d16 3.55 5.32 15.70
d18 2.60 7.77 3.10
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 31.05
2 4 -6.21
3 10 9.32
4 17 21.14

［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 15.217 0.65 1.90366 31.3
2 11.388 4.61 1.55332 71.7
3* -117.884 (可変)
4* -27.555 0.50 1.88202 37.2
5* 6.229 2.28
6 367.642 0.30 1.77250 49.6
7 13.070 0.05
8 8.142 1.19 2.10205 16.8
9 15.215 (可変)
10(絞り) ∞ -0.20
11* 4.758 1.45 1.59201 67.0
12* -13.876 0.10
13 4.006 1.15 1.58144 40.8
14 29.994 0.30 2.00100 29.1
15 3.165 1.34
16 ∞ (可変)
17 11.483 1.69 1.60311 60.6
18 206.466 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 1.04
非球面データ
第3面
K = 2.65834e+001 A 4= 1.71375e-005 A 6=-4.51690e-008 A 8= 1.39286e-010
第4面
K =-1.24840e+002 A 4= 1.97084e-004 A 6=-3.37910e-006 A 8= 1.45681e-008
第5面
K =-4.57096e-001 A 4= 1.19908e-003 A 6= 6.67977e-007 A 8= 9.73749e-007
第11面
K =-1.06976e+000 A 4= 1.39183e-004 A 6= 2.87949e-006
第12面
K =-4.40633e+000 A 4= 3.44933e-005
各種データ
ズーム比 13.87
広角 中間 望遠
焦点距離 4.62 35.34 64.00
Fナンバー 3.62 5.58 7.19
画角 34.22 6.26 3.47
レンズ全長 39.41 48.91 54.13
BF 4.97 9.80 4.56
d 3 0.30 14.17 16.21
d 9 15.50 2.25 0.55
d16 3.22 7.28 17.41
d18 3.41 8.24 3.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.91
2 4 -5.95
3 10 9.69
4 17 20.09

［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 17.294 0.65 1.94595 18.0
2 14.192 3.56 1.58913 61.3
3* -125.103 (可変)
4* -57.270 0.50 1.88202 37.2
5* 6.068 2.44
6 -33.000 0.30 1.77250 49.6
7 16.427 0.05
8 9.373 1.48 1.95906 17.5
9 30.494 (可変)
10(絞り) ∞ -0.20
11* 4.766 1.45 1.59201 67.0
12* -13.580 0.10
13 3.878 1.16 1.57501 41.5
14 23.811 0.30 2.00100 29.1
15 3.083 1.34
16 ∞ (可変)
17 10.371 1.67 1.60311 60.6
18 57.626 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 1.04
非球面データ
第3面
K = 2.82250e+001 A 4= 1.60727e-005 A 6=-3.00104e-008 A 8= 1.51936e-010
第4面
K =-2.41681e+002 A 4= 1.87013e-004 A 6=-4.10910e-006 A 8= 2.21492e-008
第5面
K =-6.69692e-001 A 4= 8.56979e-004 A 6= 2.11720e-005 A 8= 2.71143e-007
第11面
K =-7.95081e-001 A 4=-9.34084e-005 A 6=-1.16738e-005
第12面
K =-1.47464e+001 A 4=-3.54316e-004
各種データ
ズーム比 11.56
広角 中間 望遠
焦点距離 4.56 24.81 52.65
Fナンバー 3.60 5.34 7.19
画角 34.57 8.88 4.21
レンズ全長 38.38 44.48 51.83
BF 4.21 9.21 4.77
d 3 0.33 11.63 14.83
d 9 15.38 2.92 0.55
d16 3.66 5.91 16.87
d18 2.64 7.64 3.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.14
2 4 -6.18
3 10 9.45
4 17 20.69

［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 15.359 0.65 2.00100 29.1
2 11.937 4.40 1.55332 71.7
3* -97.205 (可変)
4* -25.618 0.50 1.88202 37.2
5* 6.529 2.24
6 203.305 0.30 1.77250 49.6
7 11.956 0.05
8 7.802 1.21 2.10205 16.8
9 13.953 (可変)
10(絞り) ∞ -0.20
11* 4.810 1.44 1.59201 67.0
12* -14.050 0.10
13 3.952 1.18 1.58144 40.8
14 32.181 0.30 2.00100 29.1
15 3.155 1.34
16 ∞ (可変)
17 11.437 1.68 1.60311 60.6
18 186.295 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 1.01
非球面データ
第3面
K = 1.11058e+001 A 4= 1.82234e-005 A 6=-4.44618e-008 A 8= 1.50183e-010
第4面
K =-1.16941e+002 A 4= 1.80125e-004 A 6=-1.14550e-006 A 8=-2.24229e-008
第5面
K =-3.55304e-001 A 4= 1.27172e-003 A 6=-6.65481e-006 A 8= 1.53874e-006
第11面
K =-1.07727e+000 A 4= 1.49726e-004 A 6= 4.26719e-006
第12面
K =-1.56394e+000 A 4= 1.48142e-004
各種データ
ズーム比 14.73
広角 中間 望遠
焦点距離 4.62 36.43 68.00
Fナンバー 3.59 5.54 7.19
画角 34.22 6.07 3.26
レンズ全長 39.59 49.47 54.74
BF 4.89 10.04 4.53

d 3 0.29 14.39 16.47
d 9 15.70 2.41 0.55
d16 3.52 7.44 17.99
d18 3.35 8.50 2.99
ズームレンズ群データ
群 始面 点距離
1 1 29.78
2 4 -5.87
3 10 9.71
4 17 20.13

次に、本発明の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例について図１１を用いて説明する。１１において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜５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画像の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、小型かつ高倍率の撮像装置が得られる。

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 開口絞り
ＦＰ フレアー絞り
ＧＢ 光学フィルター
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
ω 半画角
Ｆｎｏ Ｆナンバー

Claims (7)

1. 物体側より像側へ順に配置された、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隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、１枚の負レンズと１枚の正レンズから成り、
   広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をＭ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記ズームレンズのズーム比をＺ、前記正レンズの焦点距離をｆ１ｐ、前記正レンズの材料のアッベ数をνｄ１ｐとし、レンズ群の移動量の符号を、広角端に比べて望遠端で物体側に位置するときを正、広角端に比べて望遠端で像側に位置するときを負としたとき、
   ４．９＜（Ｍ１／ｆ１）×Ｚ＜８．０
   ０．１５＜Ｍ２／ｆ２＜０．５０
   ３９．９６≦（ｆ１ｐ／ｆ１）×νｄ１ｐ＜５０．０
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. ４．２＜｜ｆ１／ｆ２｜＜６．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、
   １．２５＜Ｍ３／ｆ３＜１．７０
   なる条件式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における前記第３レンズ群の移動量をＭ３としたとき、
   ０．８０＜Ｍ１／Ｍ３＜１．２０
   なる条件式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４レンズ群は単レンズから成り、該単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ４１、像側のレンズ面の曲率半径をｒ４２としたとき、
   −１．０＜（ｒ４１−ｒ４２）／（ｒ４１＋ｒ４２）＜−０．５５
   なる条件式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. 広角端での有効像円径が望遠端での有効像円径よりも小さい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. 請求項１乃至６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を有することを特徴とする撮像装置。

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