JP2004318104A

JP2004318104A - ズームレンズ装置

Info

Publication number: JP2004318104A
Application number: JP2004083259A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hagimori; 仁萩森; Kazuhiko Ishimaru; 和彦石丸
Original assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Current assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】
ズーム比が大きいにも拘わらず、最長焦点距離状態でも明るく、収納時の光軸方向の長
さが十分に小さいズームレンズ系を備えたデジタルカメラに好適なズームレンズ装置を提
供する。
【解決手段】
物体側から順に、ズームレンズ系と、ズームレンズ系が形成した光学像を電気的画像デー
タに変換する撮像素子と、を備えたズームレンズ装置であって、
前記ズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを
有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、から構成され、
該第２群の最も像側に単レンズを含み、物体距離の変化に応じたフォーカシングを、前
記単レンズのみ移動させることによりフォーカシングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、CCD（Charge Coupled Device 電荷結合素子）やCMOSセンサ（Complementary
Metal-oxide Semiconductor 相補性金属酸化膜半導体センサ）等の受光面上に形成され
た光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えたズームレンズ装置に関し、特にズームレ
ンズ系を備えた小型のズームレンズ装置に関する。

近年、銀塩フィルムの代わりにCCDやCMOSセンサなどの撮像素子を用いて、光学像を電
気信号に変換し、そのデータをデジタル化して記録したり転送したりするデジタルカメラ
が一般化している。このようなデジタルカメラにおいては、最近、200万画素や300万画素
といった高画素を有するCCDやCMOSセンサが比較的安価に提供されるようになったため、
高画素の撮像素子を装着した高性能なズームレンズ装置に対する需要が非常に増大してい
る。これらのズームレンズ装置のうちでも特に、画質を劣化させずに変倍が可能なズーム
レンズ系を搭載したコンパクトなズームレンズ装置が切望されている。

さらに、近年では、半導体素子等の画像処理能力の向上により、パーソナルコンピュー
タ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末（PDA：Personal Digital Assistan
ce）等にズームレンズ装置が内蔵又は外付けされるようになっており、高性能なズームレ
ンズ装置に対する需要に拍車をかけている。

このようなズームレンズ装置に用いられるズームレンズ系としては、最も物体側に配置
された群が負のパワーを有する、いわゆるマイナスリードのズームレンズ系が数多く提案
されている。マイナスリードのズームレンズ系は、広角化が容易であり、光学的ローパス
フィルタの挿入に必要なレンズバックを確保しやすい等の特徴を有している。

マイナスリードのズームレンズ系としては、従来から銀塩フィルム用カメラの撮影レン
ズ系として提案されたズームレンズ系がある。しかしながら、これらのズームレンズ系は
、特に最短焦点距離状態でのレンズ系の射出瞳位置が比較的像面の近くに位置するため、
特に高画素を有する撮像素子の各画素に対応して設けられたマイクロレンズの瞳と整合せ
ず、周辺光量が十分に確保できないという問題があった。また、変倍時に射出瞳位置が大
きく変動するため、マイクロレンズの瞳の設定が困難であるという問題もあった。また、
そもそも銀塩フィルムと撮像素子では、求められる空間周波数特性等の光学性能が全く異
なるため、撮像素子に要求される十分な光学性能を確保できなかった。このため、撮像素
子を備えたズームレンズ装置に最適化された専用のズームレンズ系を開発する必要が生じ
ている。

撮像素子を備えたズームレンズ装置用のマイナスリードのズームレンズ系としては、例
えば米国特許第5,745,301号には、負パワーの第1群と、正パワーの第２群からなる、２成
分構成のズームレンズ系が開示されている。

また、特開平1-191820号には、負パワーの第１群、正パワーの第２群、正パワーの第３
群からなる、３成分構成のビデオカメラ用ズームレンズ系が開示されている。

また、特開平1-216310号には、負パワーの第１群、正パワーの第２群、負パワーの第３
群、正パワーの第４群からなる、４成分構成のビデオカメラ用ズームレンズ系が開示され
ている。

さらに、特開平9-179026号には、負パワーの第１群、正パワーの第２群、負パワーの第
３群、正パワーの第４群からなる４成分構成の電子スチルカメラ用ズームレンズ系が開示
されている。

米国特許第5,745,301号

特開平1-191820号特開平1-216310号特開平9-179026号

しかしながら、上記米国特許第5,745,301号、特開平1-191820号あるいは特開平1-21631
0号に開示されているズームレンズ系は、ズーム比が２倍程度であり、ズーム比が小さい
という問題があった。

また、特開平9-179026号に開示されているズームレンズ系は、ズーム比が３倍程度であ
るが、最長焦点距離状態でのFナンバーが７と大きく、明るいズームレンズ系ではないと
いう問題があった。

さらに、いずれのズームレンズ系も、数多くのレンズ素子を必要としており、コンパク
ト性、特に収納時（沈胴時）の光軸方向のコンパクト性に欠けるという問題があった。

本発明の目的は、ズーム比が大きいにも拘わらず、収納時の光軸方向の長さが十分に小
さいズームレンズ系を備えたズームレンズ装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、最長焦点距離状態でも明るく、収納時の光軸方向の長さが十
分に小さいズームレンズ系を備えたズームレンズ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載されたズームレンズ装置は、物体側から順
に、ズームレンズ系と、ズームレンズ系が形成した光学像を電気的画像データに変換する
撮像素子と、を備えたズームレンズ装置であって、前記ズームレンズ系は、物体側から順
に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第
３群と、から構成され、該第２群の最も像側に単レンズを含み、物体距離の変化に応じた
フォーカシングを、前記単レンズのみ移動させることにより行うことを特徴とする。

また、本発明の別の側面は、上記ズームレンズ装置を含むデジタルカメラであることを
特徴とする。なお、デジタルカメラの語は、従来は専ら光学的な静止画を記録するものを
指していたが、動画を同時に扱えるものや家庭用のデジタルビデオカメラも提案されてお
り、現在では特に区別されなくてなってきている。したがって、この明細書で用いるデジ
タルカメラの語は、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、ウェッブカメラ（
開放型、プライベートを問わずネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器
に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、又はパーソナルコン
ピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるものの両方を含む）等の受光
面上に形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置を主たる構成要
素とするカメラをすべて含む。

また、本発明の別の側面は、上記ズームレンズ装置を含む携帯情報機器であることを特
徴とする。ここで、携帯情報機器とは、携帯電話端末やPDA（Personal Digital Assistan
t）等の個人ユースの小型で携帯可能な情報機器端末を意味することとする。

以上説明したように、本発明に係るズームレンズ装置によれば、ズーム比が大きいにも
拘わらず、収納時の光軸方向の長さが十分に小さいズームレンズ系を備えたズームレンズ
装置を提供することができる。

また、本発明に係るズームレンズ装置によれば、最長焦点距離状態でも明るく、収納時
の光軸方向の長さが十分に小さいズームレンズ系を備えたズームレンズ装置を提供するこ
とができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

本発明の一実施形態である撮像装置は、例えば図１３に示すように、物体側（被写体側
）から順に、物体の光学像を変倍可能に形成するズームレンズ系とTL、光学的ローパスフ
ィルタLPFと、ズームレンズ系TLにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像
素子SRと、で構成されている。撮像装置は、デジタルカメラ；ビデオカメラ；パーソナル
コンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末（PDA：Personal Digita
l Assistance）等に内蔵又は外付けされるカメラの主たる構成要素である。

光学ローパスフィルタLPFは、撮影レンズ系の空間周波数特性を調整し撮像素子で発生
する色モアレを解消するための特定の遮断周波数を有している。実施形態の光学ローパス
フィルタは、結晶軸を所定方向に調整された水晶等の複屈折材料や偏光面を変化させる波
長板等を積層して作成された複屈折型ローパスフィルタである。なお、光学ローパスフィ
ルタとしては、必要な光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパ
スフィルタ等を採用してもよい。

撮像素子SRは、複数の画素を有するCCDからなり、ズームレンズ系が形成した光学像をC
CDで電気信号に変換する。撮像素子SRで生成された信号は、必要に応じて所定のデジタル
画像処理や画像圧縮処理等を施されてデジタル映像信号としてメモリー（半導体メモリー
，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換
されたりして他の機器に伝送される。なお、CCDの代わりにCMOSセンサ（Complementary M
etal-oxide Semiconductor）を用いてもよい。

図１は、第１実施形態のズームレンズ系の構成を示すレンズ構成図である。このズーム
レンズ系は、物体側から順に、両凹形状の第1レンズL1及び物体側に凸の正メニスカス形
状の第2レンズL2から構成される第1群Gr1と、絞りST，両凸形状の第3レンズL3と両凹形状
の第4レンズとを接合してなる第1接合レンズDL1及び物体側に凸面を向けた正メニスカス
形状の第5レンズL5から構成される第2群Gr2と、近軸的に物体側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第6レンズL6のみから構成される第3群Gr3と、から成る。最短焦点距離状態か
ら最長焦点距離状態へのズーミングに際して、第1群Gr1は像側に凸のＵターンの軌跡を描
きながら移動し、第2群Gr2は物体側へ単調にそれぞれ移動する一方、第3群Gr3は像面に対
して固定される。また、無限遠合焦状態から有限物体合焦状態へのフォーカシングに際し
て、第5レンズL5を単独で物体側へ移動させる。

図２は、第２実施形態のズームレンズ系の構成を示すレンズ構成図である。このズーム
レンズ系は、物体側から順に、両凹形状の第1レンズL1及び物体側に凸面を向けた正メニ
スカス形状の第2レンズL2からなる第1群Gr1と、両凸形状の第3レンズL3と両凹形状の第4
レンズL4とを接合してなる第1接合レンズDL1、絞りST及び物体側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第5レンズL5からなる第2群Gr2と、近軸的には物体側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第6レンズのみからなる第3群Gr3と、から成る。最短焦点距離状態から最長焦
点距離状態へのズーミングに際して、第1群Gr1は像側に移動し、第2群Gr2は物体側へ単調
に移動し、第3群Gr3は像面に対して固定されている。また、無限遠合焦状態から有限物体
合焦状態へのフォーカシングに際して、第5レンズL5を単独で物体側へ移動させる。

図３は、第３実施形態のズームレンズ系の構成を示すレンズ構成図である。このズーム
レンズ系は、物体側から順に、両凹形状の第1レンズL1のみからなる第1群Gr1と、両凸形
状の第2レンズL2、絞りST、両凹形状の第3レンズL3及び両凸形状の第4レンズL4からなる
第2群Gr2と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズL5及び物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第6レンズL6からなる第3群Gr3と、から成る。最短焦点距離状
態から最長焦点距離状態へのズーミングに際して、第1群Gr1は像側に凸のＵターンの軌跡
を描きながら移動し、第2群Gr2物体側へ単調に移動し、第3群Gr3は像側へ移動する。また
、無限遠合焦状態から有限物体合焦状態へのフォーカシングに際して、第4レンズL4を単
独で物体側へ移動させる。

図４は、第４実施形態のズームレンズ系の構成を示すレンズ構成図である。このズーム
レンズ系は、物体側から順に、両凹形状の第1レンズL1のみからなる第1群Gr1と、両凸形
状の第2レンズL2，両凹形状の第3レンズL3，絞りST及び両凸形状の第4レンズL4からなる
第2群Gr2と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズL5及び物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第6レンズL6からなる第3群Gr3と、からなる。最短焦点距離状
態から最長焦点距離状態へのズーミングに際して、第1群Gr1は像側に凸のＵターンの軌跡
を描きながら移動し、第2群Gr2物体側へ単調に移動する一方、第3群Gr3は像面に対して固
定される。また、無限遠合焦状態から有限物体合焦状態へのフォーカシングに際して、第
4レンズL4を単独で物体側へ移動させる。

各実施形態のズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１群と、正の
パワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、から構成され、該第２群の最も
像側に単レンズを含み、物体距離の変化に応じたフォーカシングを、前記単レンズのみ移
動させることにより行う構成となっている。通常、近接物体距離へのフォーカシングに際
して第２群を一体として物体側に移動させると、第２群の強い正のパワーのために負の像
面湾曲が発生してしまう。そこで、第２群のパワーの一部を単レンズに分散し、第２群に
比較してパワーの弱くなった単レンズを移動させることにより、像面湾曲の発生を抑える
ことが可能となる。また、フォーカスの際の移動群を単レンズにすることにより、駆動系
の負荷を小さくすることができ、またメカ構成上も簡単に保持することが可能となる。

フォーカスを、物体距離の変化に応じたフォーカシングを、第２群の最も像側の単レン
ズのみ移動させることにより行う構成を採用した場合、以下の条件式を満足することが望
ましい。

1.0 < T2 / fw < 3.0 (1)
ただし、
T2：無限遠合焦状態での第2群中のフォーカス時に移動する単レンズの物体側間隔
fw：最短焦点距離状態でのズームレンズ系の焦点距離、
である。

条件式(1)は、無限遠合焦状態でのフォーカス時に移動する単レンズの物体側間隔（フ
ォーカス時変化する部分）を規定している。条件式の上限を超えると、第2群の全長が大
きくなり過ぎてコンパクトなズームレンズ系を達成することができない。逆に下限を超え
ると、最短焦点距離状態におけるコマ収差の補正が困難となり望ましくない。

また、各実施形態のズームレンズ系は、第2群の物体側あるいは像側、及び第2群中に絞
りを配置している。絞りをこの位置よりも、像側に配置すると第1群の外径が大きくなり
すぎるので、コンパクトなズームレンズ系を達成することができない。

各実施形態のズームレンズ系において、最も物体側に配置され１枚の負レンズ素子のみ
から構成された第１群を有することが望ましい。通常、第1群が負のパワーを有するズー
ムレンズでは、Fナンバーを確保するため第1群の光軸垂直方向のレンズ径が最も大きくな
る。ここで複数枚のレンズ素子で第１群が構成されていると、ズームレンズ系に入射する
光線を確保するために、第１群のレンズ素子の有効径が大きくなってしまう。したがって
、外径を小さくするには、最少枚数である1枚で構成することが望ましい。また、レンズ
径が大きなレンズ素子が曲率を持つと、それに伴ってレンズ素子間の軸上空気間隔も増大
する。すなわち、第１群のレンズ枚数はズームレンズ系の全長を増加させる重要な要素と
なる。各実施形態のズームレンズ系では、この負群を最少構成枚数の1枚で構成している
ので、ズームレンズ系の全長短縮と、ズームレンズ系を収納した状態（以下、沈胴時とい
う）の厚みを小さくすることができる。

なお、第1群は、各実施形態のズームレンズ系のように、ズーミングに際して、像側に
凸の軌跡を描きながら移動することが望ましい。このように移動することにより、中間焦
点距離状態での像面湾曲を良好に補正することができる。

各実施形態のズームレンズ系は、それぞれ独立した正レンズ素子及び負レンズ素子を含
み全体として正のパワーを有する第2群を含んでいる。負リードタイプのズームレンズ系
では、第2群の負のパワーが最も変倍に寄与する構成となっている。したがって、変倍に
伴って第2群で発生する収差、特に軸上色収差の変動が大きい。これを補正するためには
、少なくともそれぞれ独立した正レンズ素子及び負レンズ素子を第2群に含む構成としな
れば、ズーム全域での軸上色収差バランスをとることができない。

また、各ズームレンズ系は、以下の条件式を満足している。

2.3 ≦ ft /fw ≦ 5.5 (2)
ただし、
fw：最短焦点距離状態でのズームレンズ系の焦点距離、
ft：最長焦点距離状態でのズームレンズ系の焦点距離、
である。

条件式(2)は、ズームレンズ系のズーム比を規定する。本発明がねらいとするズームレ
ンズ系は、３〜４倍を中心ターゲットとする小型のズームレンズ系であるため、この条件
式(2)を規定している。条件式(2)の下限よりズーム比が小さいと光学的ズームの有意性が
小さくなり、ユーザベネフィットを達成することができない。一方、条件式(2)の上限よ
りズーム比が大きくなると、特に最長焦点距離状態での全長が大きくなりすぎ、ズームレ
ンズ装置としての小型化を達成することが困難となる。なお、ズーム比としては、以下の
範囲を満足するズームレンズ系であるとより望ましい。

3.1 ≦ ft /fw (2)'
また、各実施形態のズームレンズ系は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。

0.1 < T23w / fw < 1.5 (3)
ただし、
T23w：最短焦点距離状態での第２群（最像側）と像側に隣接する群（最物体側）との軸
上面間隔、
fw：最短焦点距離状態でのズームレンズ系の焦点距離、
である。

条件式(3)は、ズームレンズ系の第２群と像側に隣接する群との軸上面間隔を規定して
いる。条件式(3)の下限を超えると、最短焦点距離状態で第2群と第3群のレンズ素子が接
触するなどの干渉が発生する可能性が高くなるとともに、鏡胴構成が困難となり望ましく
ない。一方、条件式(3)の上限を超えると、最短焦点距離状態での光軸方向の全長が長く
なりコンパクトなズームレンズを達成することが出来ない。また、上限を超えた場合、パ
ワーの配置上、第１群と像面の間隔が大きくなるため光軸方向の全長が大きくなるととも
に、像面での照度を確保するため、第1群を構成するレンズ素子のレンズ径が大きくなり
、やはりコンパクトなズームレンズ系を達成することができない。

また、各実施形態のズームレンズ系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。

0.6 < Tsum / fw < 2.6 (4)
ただし、
Tsum：ズームレンズ系に含まれるすべてのレンズ素子の心厚の和、
fw：最短焦点距離状態でのズームレンズ系の焦点距離、
である。

条件式(4)は、ズームレンズ系に含まれるすべてのレンズ素子の心厚の和を規定してい
る。ズームレンズ系の沈胴時の光軸方向大きさは、デジタルカメラや携帯情報機器の厚み
方向の大きさを概略決定してしまう最大要因である。そして、沈胴時の光軸方向大きさは
、レンズ素子の心厚の和より物理的に小さくなることができない。したがって、Tsumを小
さくすることができなければ、沈胴時にコンパクトなズームレンズ系を達成することがで
きないのである。条件式(4)はまさに、この沈胴時の厚みを規定する条件式である。条件
式の下限を超えると、物理的に光学系を構成することが困難になる。一方、上限を超える
とレンズの厚みが大きくなりすぎ、デジタルカメラや携帯情報機器において許容される限
界を超えてしまう。なお、条件式(4)は、さらに以下の範囲とすることにより、より効果
的である。

Tsum / fw < 2.2 (4)'
Tsum / fw < 2.0 (4)''
なお、上記条件式(3)及び(4)は、同時に満足することにより、それぞれの効果を奏しな
がらより効果的にズームレンズ系を構成することでき、望ましい。

また、各実施形態のズームレンズ系において、第１群を1枚の負レンズ素子で構成する
場合、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。

ν1 > 45 (5)
ただし、
ν1：前記第１群を構成する１枚の負レンズ素子のアッベ数、である。

条件式(5)は、第1群を構成する負レンズ素子のアッベ数を規定する。ズームレンズ系で
は通常、ズーミング時に発生する収差の変動を極力抑えるために群ごとに、ある程度の収
差補正を行っている。しかしながら、第1群を1枚の負レンズ素子で構成したので、レンズ
群での収差補正、特に軸上色収差の補正はきわめて困難になる。そこで、実施形態のズー
ムレンズでは、第1群で発生する軸上色収差を他群でキャンセルすることにより収差のバ
ランスを取る必要がある。しかしながら、条件式(5)の下限を超えたアッベ数を有する材
料で第1群の負レンズ素子を構成した場合、軸上色収差の変動が他の群で補正できる許容
範囲を超えてしまうため望ましくない。

なお、条件式(5)は、条件式(5)'、さらに条件式(5)''の範囲を満足することがより望ま
しい。

ν1 > 60 (5)
ν1 > 80 (5)''
また、第1群を構成する負レンズ素子は、異常低分散性を持つ材料を用いることにより
更なる色収差の補正を達成することができ、望ましい。また、第1群を構成する負レンズ
素子は、歪曲補正等の目的で非球面形状を備えることが望ましいので、非球面の形成が容
易である条件式(5)を満足する樹脂レンズ素子としてもよい。

各実施形態のズームレンズ系は、最も像側の群を正レンズ素子及び負レンズ素子を含む
構成としている。このように構成することにより、特に第1群の1枚の負レンズ素子で発生
する軸上色収差のズーミングによる変動を良好に補正することができるという効果がある
。加えて、特に最短焦点距離状態での軸外のコマ収差の補正にも効果的である。さらに、
最も像側の群を像面に対して固定することにより、軸上色収差のズーミングによる変動を
さらに良好に補正することができるとともに、鏡胴構成を簡単にすることができる。

また、各実施形態で、最像側群は、以下の条件式を満足することが望ましい。

3 < ｜fl / fw｜ (6)
ただし、
fl：最像側群の焦点距離、
fw：最短焦点距離状態でのズームレンズの焦点距離、
である。

条件式(6)は、最像側群の焦点距離を規定する。最終群が正のパワーを有する場合、範
囲を超えると、最像側群の正のパワーが強くなり過ぎるため、特に最長焦点距離状態での
像面への軸外光のプラスの入射角度が大きくなりすぎ、テレセンリック性（光学系の射出
瞳が無限にある状態）が悪化し、撮像素子上での照度を確保することができない。また、
最終群が負のパワーを有する場合、範囲を超えると、最像側群の負のパワーが強くなり過
ぎるので、特に最短焦点距離状態での像面への軸外光のマイナスの角度が強くなり過ぎ同
様にテレセントリック性が悪化し、撮像素子上での照度を確保することができない。

なお、条件式(1)は、さらに以下の範囲とすることによりさらに顕著な効果を奏する。

6 < ｜fl / fw｜ (6)'
また、最像側群を最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズーミングに際して、像
側へ単調に移動させるように構成すると、特に中間焦点距離状態から最長焦点距離状態へ
のズーミングの際の像面湾曲を補正する効果が大きく望ましい。

また、最像側群を最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズーミングに際して、像
側へ非線形に移動させるように構成すると、中間焦点距離状態での像面湾曲を効果的に補
正することができ望ましい。

以上説明した第１〜第４の実施の形態を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折に
より偏向させる屈折型レンズのみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折に
より入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線
を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ等で、各レンズ群を構成してもよい。

また、各レンズ群内やレンズ群間に存在する空気間隔を適当に調整して、入射光軸を折
り曲げる反射部材を追加してもよい。入射光軸を折り曲げることにより、光学系の配置の
自由度が向上するとともに、入射光軸方向の光学機器の厚みを小さくすることができ望ま
しい。

以下、本発明を実施したズームレンズの構成を、コンストラクションデータ，収差図等
を挙げて、更に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜４は、前述した第１〜
第４の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ構成図
(図１〜図４http://www.ipdl.jpo-miti.go.jp/Tokujitu/tjitemdrw.ipdl?N0000=231&N05
00=1E_N/;>>=;=>:6///&N0001=148&N0552=9&N0553=000012)は、対応する実施例１〜４のレ
ンズ構成をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri (i = 1,2,3,...)は物体側から数え
てi番目の面の曲率半径、di(i = 1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸上面間隔を示
しており、Ni (i = 1,2,3,...), νi (i = 1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要
素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。また、コンストラクションデ
ータ中、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔(可変間隔)は、最短焦点距離状態(短焦
点距離端)[Ｗ]〜ミドル(中間焦点距離状態)[Ｍ]〜最長焦点距離状態(長焦点距離端)[Ｔ]
での各レンズ群間の軸上空気間隔である。各焦点距離状態[Ｗ], [Ｍ], [Ｔ]に対応する全
系の焦点距離f及びＦナンバーFNOを併せて示す。

曲率半径riに*が付された面は、非球面で構成された面であることを示し、非球面の面
形状を表す以下の式（AS）で定義されるものとする。各実施例の非球面データを他のデー
タと併せて示す。

Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・ｈ^4+A6・ｈ^6+A8・ｈ^8+…) (AS)
r：非球面の近軸曲率半径、
ε：楕円係数、
Ai：非球面のi次の非球面係数、

＜実施例1＞
f = 6.0 - 11.4 - 17.3 mm
FNo.= 3.60 - 3.60 - 3.60
[曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率(Nd)] [アッベ数]
r1*= -52.734
d1 = 1.200 N1 = 1.60046 ν1 = 58.26
r2*= 5.737
d2 = 1.072
r3 = 7.771
d3 = 1.684 N2 = 1.84666 ν2 = 23.82
r4 = 10.891
d4 = 15.832 - 5.360 - 1.401
r5 = ∞
d5 = 0.600
r6 = 6.210
d6 = 4.583 N3 = 1.75314 ν3 = 51.62
r7 = -21.829
d7 = 0.800 N4 = 1.84666 ν4 = 23.82
r8*= 12.477
d8 = 5.429
r9 = 11.255
d9 = 1.941 N5 = 1.68759 ν5 = 54.15
r10= 74.056
d10= 2.393 - 7.658 - 13.392
r11*= 12.915
d11= 0.905 N6 = 1.52510 ν6 = 56.38
r12*= 15.606
d12 = 1.545
r13= ∞
d13= 2.000 N7 = 1.52510 ν7 = 56.38
r14= ∞

[非球面係数]
r1
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.37415E-03
A6 = -0.18870E-05
A8 = 0.56110E-06
A10= -0.24618E-07

r8
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.11120E-02
A6 = 0.43984E-04
A8 = -0.17238E-07
A10= 0.18144E-06

r11
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.39690E-02
A6 = 0.72811E-03
A8 = -0.19568E-05
A10= 0.96087E-07

r12
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.37358E-02
A6 = 0.996421E-05

＜実施例2＞
f = 7.5 - 9.9 - 21.6 mm
FNo.= 2.90 - 3.26 - 4.98
[曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率(Nd)] [アッベ数]
r1*= -78.144
d1 = 1.500 N1 = 1.75354 ν1 = 51.60
r2*= 8.785
d2 = 1.320
r3 = 12.547
d3 = 2.440 N2 = 1.84666 ν2 = 23.82
r4 = 24.990
d4 = 22.790 - 15.111 - 2.112
r5 = 8.616
d5 = 6.588 N3 = 1.75450 ν3 = 51.57
r6 = -24.529
d6 = 1.100 N4 = 1.84666 ν4 = 23.82
r7*= 17.941
d7 = 1.000
r8 = ∞
d8 = 5.775
r9 = 14.333
d9 = 2.283 N5 = 1.64307 ν5 = 56.57
r10 = 141.468
d10= 4.835 - 7.156 - 18.471
r11*= 6.848
d11= 1.058 N6 = 1.52510 ν6 = 56.38
r12*= 7.139
d12= 0.800
r13= ∞
d13= 2.500 N7 = 1.51680 ν7 = 64.20
r14= ∞

[非球面係数]
r1
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.45575E-04
A6 = -0.27870E-06

r2
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.78792E-04
A6 = -0.22581E-05
A8 = 0.30224E-07
A10= -0.68640E-09

r7
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.46811E-03
A6 = -0.25786E-05
A8 = 0.19297E-05
A10= -0.11089E-06

r11
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.40664E-03
A6 = -0.15107E-03
A8 = 0.17297E-05
A10= -0.56102E-07

r12
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.35021E-03
A6 = -0.22774E-03
A8 = 0.35741E-05
A10= -0.18748E-07

＜実施例3＞
f = 6.0 - 11.9 - 22.7 mm
FNo.= 2.95 - 3.66 - 4.91
[曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率(Nd)] [アッベ数]
r1*= -26.677
d1 = 1.200 N1 = 1.49310 ν1 = 83.58
r2*= 9.313
d2 = 23.238 - 8.048 - 0.811
r3 = 8.751
d3 = 2.461 N2 = 1.76425 ν2 = 49.94
r4 = -32.142
d4 = 0.897
r5 = ∞
d5 = 1.074
r6*= -23.486
d6 = 0.800 N3 = 1.84666 ν3 = 23.82
r7*= 17.486
d7 = 6.903
r8 = 22.442
d8 = 2.318 N4 = 1.77372 ν4 = 48.48
r9 = -27.687
d9 = 1.000 - 8.535 - 21.727
r10= 10.205
d10= 0.800 N5 = 1.76020 ν5 = 23.88
r11= 5.051
d11= 0.366
r12*= 5.924
d12= 3.584 N6 = 1.52510 ν6 = 56.38
r13*= 144.539
d13= 2.277 - 1.927 - 1.550
r14= ∞
d14= 2.000 N7 = 1.51680 ν7 = 64.20
r15= ∞

[非球面係数]
r1
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.35919E-03
A6 = 0.15185E-04
A8 = -0.20048E-06
A10= 0.89880E-09

r2
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.65132E-03
A6 = 0.98989E-05
A8 = 0.24768E-06
A10= -0.61347E-08

r6
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.91053E-03
A6 = 0.78729E-04
A8 = -0.62153E-05
A10= 0.28247E-06

r7
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.47044E-03
A6 = 0.10369E-03
A8 = -0.85845E-05
A10 = 0.38491E-06

r12
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.15526E-03
A6 = -0.10615E-04
A8 = -0.91629E-06
A10= -0.32539E-07

r13
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.59223E-03
A6 = -0.38168E-04
A8 = -0.18593E-05
A10= -0.54634E-07

＜実施例4＞
f = 5.6 - 16.1 - 21.2 mm
FNo.= 2.95 - 4.51 - 5.27
[曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率(Nd)] [アッベ数]
r1*= -39.852
d1 = 1.200 N1 = 1.49310 ν1 = 83.58
r2*= 7.943
d2 = 27.324 - 5.086 - 2.210
r3 = 9.089
d3 = 2.617 N2 = 1.75450 ν2 = 51.57
r4 = -26.827
d4 = 1.220
r5*= -45.076
d5 = 0.800 N3 = 1.84666 ν3 = 23.82
r6*= 18.718
d6 = 1.188
r7 = ∞
d7 = 8.466
r8 = 19.274
d8 = 1.710 N4 = 1.76213 ν4 = 50.28
r9 = -79.564
d9 = 1.000 - 13.487 - 19.631
r10 = 19.602
d10= 0.800 N5 = 1.79850 ν5 = 22.60
r11= 6.499
d11= 0.100
r12*= 5.624
d12= 3.076 N6 = 1.52510 ν6 = 56.38
r13*= 67.250
d13= 1.000
r14= ∞
d14 = 2.000 N7 = 1.51680 ν7 = 64.20
r15 = ∞

[非球面係数]
r1
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.64385E-03
A6 = 0.20445E-04
A8 = -0.22702E-06
A10= 0.79381E-09

r2
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.10137E-02
A6 = 0.90231E-05
A8 = 0.49260E-06
A10= -0.10596E-07

r5
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.61443E-03
A6 = 0.40451E-04
A8 = -0.38476E-05
A10= 0.18991E-06

r6
ε = 0.10000E+01
A4 = -0.28745E-03
A6 = 0.58066E-04
A8 = -0.54298E-05
A10= 0.27306E-06

r12
ε = 0.10000E+01
A4 = 0.65072E-03
A6 = -0.30424E-03
A8 = 0.28044E-04
A10= -0.12221E-05

r13
ε = 0.10000E+01
A4= 0.27656E-02
A6 = -0.45141E-03
A8 = 0.33907E-04
A10= -0.12549E-05

図５〜図１２は、実施例１〜実施例４の収差図であり、図５〜図８は、無限遠合焦状態
での実施例１〜４の各収差、図９〜図１２は、近接物体（物体距離40cm）合焦点状態での
実施例１〜４の各収差を示している。各収差図中、上段は最短焦点距離状態，中段はミド
ル，下段は最長焦点距離状態における諸収差(左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲
；Y':像高)を示している。また、球面収差図中の実線(ｄ)、一点鎖線(g)はそれぞれｄ線
、g線に対する球面収差、破線(SC)は正弦条件を表しており、非点収差図中の破線(DM)と
実線(DS)は、メリディオナル面とサジタル面でのｄ線に対する非点収差をそれぞれ表わし
ている。

本発明の第１の実施形態（実施例１）を表すレンズ構成図本発明の第２の実施形態（実施例２）を表すレンズ構成図本発明の第３の実施形態（実施例３）を表すレンズ構成図本発明の第４の実施形態（実施例４）を表すレンズ構成図本発明の第１の実施形態（実施例１）の無限遠合焦状態の収差図本発明の第２の実施形態（実施例２）の無限遠合焦状態の収差図本発明の第３の実施形態（実施例３）の無限遠合焦状態の収差図本発明の第４の実施形態（実施例４）の無限遠合焦状態の収差図本発明の第１の実施形態（実施例１）の近接物体合焦状態の収差図本発明の第２の実施形態（実施例２）の近接物体合焦状態の収差図本発明の第３の実施形態（実施例３）の近接物体合焦状態の収差図本発明の第４の実施形態（実施例４）の近接物体合焦状態の収差図本発明のズームレンズ装置の概略構成を示す図

符号の説明

ズームレンズ系（TL）
第１レンズ群（Gr1）
第２レンズ群（Gr2）
第３レンズ群（Gr3）
第４レンズ群（Gr4）
フィルタ（LPF）
撮像素子（SR）

Claims

物体側から順に、ズームレンズ系と、ズームレンズ系が形成した光学像を電気的画像デー
タに変換する撮像素子と、を備えたズームレンズ装置であって、
前記ズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを
有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、から構成され、
該第２群の最も像側に単レンズを含み、物体距離の変化に応じたフォーカシングを、前
記単レンズのみ移動させることにより行うことを特徴とするズームレンズ装置。
請求項１のズームレンズ装置を備えたデジタルカメラ。
請求項１のズームレンズ装置を備えた携帯情報機器。