JP2004325566A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型ながらも１０倍程度の高変倍比を有し、結像性能に優れたズームレンズの提供。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群１１、負の屈折力を備えた第２レンズ群１２、正の屈折力を備えた第３レンズ群１３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群１４が配置されて構成され、第２レンズ群１２および第４レンズ群１４を光軸に沿う方向に移動させることによって変倍を行い、かつ、第４レンズ群１４を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足する。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
ただし、ｆ２は第２レンズ群１２の焦点距離を、ｆｗはズームレンズの短焦点端での焦点距離を示す。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群１１、負の屈折力を備えた第２レンズ群１２、正の屈折力を備えた第３レンズ群１３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群１４が配置されて構成され、第２レンズ群１２および第４レンズ群１４を光軸に沿う方向に移動させることによって変倍を行い、かつ、第４レンズ群１４を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足する。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
ただし、ｆ２は第２レンズ群１２の焦点距離を、ｆｗはズームレンズの短焦点端での焦点距離を示す。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高画質のデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに好適なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラの普及が著しく、一層の高画質化が要求されている。特に、デジタルスチルカメラでは、画素数の多い撮像素子が搭載されるようになってきており、このためレンズにおいても結像性能が優れた撮影レンズ、とりわけズームレンズが求められている。また、特に一眼レフ方式のファインダーを備えたデジタルスチルカメラには、長いバックフォーカスのズームレンズが必要になる。そこで、このようなデジタルスチルカメラやビデオカメラに用いることが可能な種々のズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３９６７号公報
【特許文献２】
特開平５−６０９７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載されているズームレンズは、２．５倍程度の変倍比を達成でき、広角端で６０°程度の画角も有していることから、画素数の多い固体撮像素子に対応することが可能である。しかしながら、このズームレンズの構成では、３倍以上の変倍比を達成することはできない。高画質化を実現できる撮像素子の登場によって高倍での画像も要求されている最近のデジタルスチルカメラには、不適なレンズである。
【０００５】
また、前記特許文献２に記載されているズームレンズは、レンズの構成枚数が１０枚以下の小型で比較的高い変倍比を有するものである。このズームレンズは、第３レンズ群が強い正の屈折力を備えた非球面レンズと像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズによって構成され、全長が短くなっている。このため、第３レンズ群から射出される光束の入射角がきつくなり、近接撮影時のピント調整の際の収差変動が激しくなる。したがって、このズームレンズを画素数の多い撮像素子が搭載されたデジタルスチルカメラに用いる場合に、画素数の多い撮像素子に対応できるだけの結像性能が得られない。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型ながらも１０倍程度の高変倍比を有し、結像性能の優れたズームレンズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群、負の屈折力を備えた第２レンズ群、正の屈折力を備えた第３レンズ群、および正の屈折力を備えた第４レンズ群が配置されて構成され、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって変倍を行い、かつ、前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を、ｆｗは前記ズームレンズの短焦点端での焦点距離を示す。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、高画質のデジタルスチルカメラやビデオカメラに好適なコンパクトで結像性能に優れ、かつ広画角、高変倍比のズームレンズを提供することができる。
【０００９】
また、請求項２にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、さらに、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
６．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．２
【００１０】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１１】
また、請求項３にかかるズームレンズは、請求項１または２に記載の発明において、さらに、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
５．５＜ｆ３／ｆｗ＜７．２
【００１２】
この請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１３】
また、請求項４にかかるズームレンズは、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、さらに、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
２．６＜ｆ４／ｆｗ＜３．１
【００１４】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１５】
また、請求項５にかかるズームレンズは、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記第１レンズ群は少なくとも２枚以上の凸レンズを含み構成され、該第１レンズ群に含まれる凸レンズのアッベ数の平均値をν１とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
５８≦ν１＜６５
【００１６】
この請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１７】
また、請求項６にかかるズームレンズは、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記第３レンズ群は少なくとも１枚以上の凸レンズと少なくとも１枚以上の凹レンズを含み構成され、該第３レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この請求項６に記載の発明によれば、良好な収差補正が可能になる。
【００１９】
また、請求項７にかかるズームレンズは、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記第４レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項７に記載の発明によれば、より良好な収差補正が可能になる。
【００２１】
また、請求項８にかかるズームレンズは、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記第２レンズ群は、物体側から順に、凹レンズの第１レンズ、凹レンズの第２レンズ、凹レンズの第３レンズ、および凸レンズの第４レンズが配置されて構成され、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されていることを特徴とする。
【００２２】
この請求項８に記載の発明によれば、前記第３レンズと第４レンズとを固定するスペーサなどの部材が不要になり、またレンズの同軸度の調整が容易になるため、ズームレンズの製造工程を簡略化することができ、コストの低減が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群、負の屈折力を備えた第２レンズ群、正の屈折力を備えた第３レンズ群、および正の屈折力を備えた第４レンズ群が配置されて構成される。そして、変倍時には、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群が光軸に沿う方向に移動する。
【００２４】
本発明は、コンパクトなデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに用いることができるズームレンズを提供することを目的としている。このためには、レンズのコンパクト化はもとより、小型で画素数の多い撮像素子の性能を損なうことのない高い光学性能を備えることが必要になる。そこで、まず、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、ズームレンズの短焦点端での焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４ ・・・（１）
【００２５】
この条件式（１）は前記第２レンズ群の焦点距離と本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（１）において、｜ｆ２／ｆｗ｜の値が１．４以上になると、変倍時における前記第２レンズ群の移動量が大きくなるため、ズームレンズの全長を長くせざるを得ず、ズームレンズのコンパクト化が達成できない。一方、｜ｆ２／ｆｗ｜の値が１．２以下になると、ズームレンズのコンパクト化には有利な条件になるが、当該ズームレンズの短焦点域で発生する像面湾曲や歪曲収差が顕著になるため、好ましくない。
【００２６】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
６．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．２ ・・・（２）
【００２７】
この条件式（２）は、前記第１レンズ群の焦点距離と、本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（２）において、ｆ１／ｆｗの値が７．２以上になると、ズームレンズの全長が長くなり、十分なコンパクト化が達成できない。一方、ｆ１／ｆｗの値が６．２以下になると当該ズームレンズの長焦点域で発生する球面収差や色収差が顕著になるため、好ましくない。
【００２８】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
５．５＜ｆ３／ｆｗ＜７．２ ・・・（３）
【００２９】
この条件式（３）は、前記第３レンズ群の焦点距離と、本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（３）において、ｆ３／ｆｗの値が７．２以上になると、ズームレンズのバックフォーカスが長くなり、ズームレンズの十分なコンパクト化が達成できない。一方、ｆ３／ｆｗの値が５．５以下になると球面収差の発生が顕著になるため、好ましくない。
【００３０】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
２．６＜ｆ４／ｆｗ＜３．１ ・・・（４）
【００３１】
この条件式（４）は、前記第４レンズ群の焦点距離と本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（４）において、ｆ４／ｆｗの値が３．１以上になると、ズームレンズの全長が長くなり、コンパクト化が達成できない。一方、ｆ４／ｆｗの値が２．６以下になると、ズームレンズのバックフォーカスが短くなりすぎ、ローパスフィルタなどの光学部材を配置するスペースを確保できない。加えて、短焦点域での球面収差の発生が顕著になるため、好ましくない。
【００３２】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第１レンズ群は少なくとも２枚以上の凸レンズを含み構成され、該第１レンズ群に含まれる凸レンズのアッベ数の平均値をν１とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
５８≦ν１＜６５ ・・・（５）
【００３３】
この条件式（５）において、ν１の値が６５以上になると、色収差の補正は可能であるが、特に長焦点域で発生する色収差の補正にはコスト的な問題が生じる。一方、ν１の値が５８を下回ると、色収差を良好に補正することが困難になる。
【００３４】
本発明のズームレンズは、変倍時には、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させる。特に、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第４レンズ群を物体側に移動した後に像側に移動させるようにしたため、ズームレンズの前玉径を小さくすることができる。また、このようにすることで、収差補正上も有利となり、広角化を達成できる。また、レンズ全系の物体距離の変化に対する球面収差の変動が安定し、近接撮影時に十分な結像性能が得られると共に、前記第３レンズ群の全長も長くならず、十分なバックフォーカスが得られる。さらに、前記第１レンズ群の焦点距離を比較的長く設定すると共に、比較的多くの変倍負担を前記第３レンズ群および前記第４レンズ群にもたせることにより、高変倍化を達成でき、特に３００万画素以上のＣＣＤなどの固体撮像素子が搭載されたデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに必要とされる光学性能が得られる。
【００３５】
また、フォーカシングについて、第１レンズ群を物体側へ移動させることによって行うとズームレンズの前玉径が大きくなるという問題が発生する。そこで、本発明のズームレンズでは、前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行うようにしたため、前玉径の大型化を防ぐと共に、フォーカシングの際の光学性能の劣化が防止できる。
【００３６】
また、本発明のズームレンズでは、前記第３レンズ群は少なくとも１枚以上の凸レンズと少なくとも１枚以上の凹レンズを含み構成される。また、前記第３レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されている。さらに、前記第４レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されている。このようにすることで、広角端から望遠端に至るまでの収差補正を良好に行うことが可能になる。
【００３７】
また、本発明のズームレンズでは、前記第２レンズ群は、物体側から順に、凹レンズの第１レンズ、凹レンズの第２レンズ、凹レンズの第３レンズ、および凸レンズの第４レンズが配置されて構成され、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されている。前記第３レンズと前記第４レンズとを接合することで、前記第３レンズと前記第４レンズとを固定するためのスペーサなどの部材が不要になる。また、レンズの同軸度の調整が容易になる。したがって、ズームレンズの製造工程を簡略化でき、コストの低減が可能になる。
【００３８】
本発明のズームレンズは、上記のように構成されているため、高画質が要求される、特に３００万画素以上のＣＣＤなどの固体撮像素子が搭載されるデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適なものとなる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態を示す。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群１１、負の屈折力を備えた第２レンズ群１２、正の屈折力を備えた第３レンズ群１３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群１４が配置されて構成される。第１レンズ群１１は２枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群１２は、凹レンズである第１レンズ１２１、凹レンズである第２レンズ１２２、凹レンズである第３レンズ１２３、および凸レンズである第４レンズ１２４により構成され、第３レンズ１２３と第４レンズ１２４とは接合されている。第３レンズ群１３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間には絞り１５が配置される。
【００４１】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００４２】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．５０倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６５〜５３．６８
Ｆナンバー＝２．８５１〜（３．２２５〜）２．９３１
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３５．７５００
ｆ２＝−７．０５７４
ｆ３＝３１．９１０９
ｆ４＝１７．１９００
ｆｗ＝５．６４８３
ν１＝５８．０
【００４３】
【００４５】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図２は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図３は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図４は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図５は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図６は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図７は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図８は望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図９は望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００４６】
（実施の形態２）
図１０は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１０（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。本実施の形態のズームレンズも実施の形態１に示したズームレンズと同様に、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群２１、負の屈折力を備えた第２レンズ群２２、正の屈折力を備えた第３レンズ群２３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群２４が配置されて構成される。第１レンズ群２１は２枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群２２は、凹レンズである第１レンズ２２１、凹レンズである第２レンズ２２２、凹レンズである第３レンズ２２３、および凸レンズである第４レンズ２２４により構成され、第３レンズ２２３と第４レンズ２２４とは接合されている。第３レンズ群２３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群２２と第３レンズ群２３との間には絞り２５が配置される。
【００４７】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００４８】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．４８倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６６〜５３．６７
Ｆナンバー＝２．８５７〜３．２２７
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３７．２２６１
ｆ２＝−７．５２８８
ｆ３＝３８．４６０３
ｆ４＝１５．６４８３
ｆｗ＝５．６５７０
ν１＝５８．０
【００４９】
【００５１】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図１１は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１２は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１３は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１４は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１５は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１６は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１７は望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１８は望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００５２】
（実施の形態３）
図１９は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１９（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。本実施の形態のズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群３１、負の屈折力を備えた第２レンズ群３２、正の屈折力を備えた第３レンズ群３３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群３４が配置されて構成される。第１レンズ群３１は３枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群３２は、凹レンズである第１レンズ３２１、凹レンズである第２レンズ３２２、凹レンズである第３レンズ３２３、および凸レンズである第４レンズ３２４により構成され、第３レンズ３２３と第４レンズ３２４とは接合されている。第３レンズ群３３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群３２と第３レンズ群３３との間には絞り３５が配置される。
【００５３】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００５４】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．４８倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６６〜５３．６７
Ｆナンバー＝２．８４９〜３．２４７
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３３．９２６８
ｆ２＝−６．９９４７
ｆ３＝３４．３６６１
ｆ４＝１５．３８２２
ｆｗ＝５．６７０２
ν１＝６２．９
【００５５】
【００５７】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図２０は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２１は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２２は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２３は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２４は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２５は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２６は望遠端（物体距離８０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２７は望遠端（物体距離８０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００５８】
なお、上記数値データにおいて、ｒ１，ｒ２，・・・・は各レンズまたは絞り面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，・・・・は各レンズまたは絞りの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ１，ｎｄ２，・・・・は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１，νｄ２，・・・・は各レンズのアッベ数を示している。
【００５９】
また、上記各非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ軸をとり、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。
【００６０】
【数１】
【００６１】
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。
【００６２】
以上説明したように、本発明によれば、１０倍程度の高変倍比を有しながらも、全長が短く、前玉径も小さい広画角のズームレンズを提供することができる。また、このズームレンズは全変倍域において結像性能が安定している。特に、望遠端において１ｍ程度の近距離にピントを合わせたときの像面湾曲や色収差の変動が小さくなっている。したがって、本発明のズームレンズは、小型で画素数の多い撮像素子にも十分対応可能であり、特に近年コンパクト化が著しいデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適である。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明はこの実施の形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良等が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、十分なコンパクト化が達成されると共に、高変倍比と共に高い光学性能を備えたズームレンズを提供することができる。このズームレンズは、特に小型で画素数の多い撮像素子を搭載したコンパクトなデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施の形態１にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１１】実施の形態２にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１２】実施の形態２にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１３】実施の形態２にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１４】実施の形態２にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１５】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１６】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１７】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１８】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【図１９】実施の形態３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２０】実施の形態３にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２１】実施の形態３にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２２】実施の形態３にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２３】実施の形態３にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２４】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２５】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２６】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（物体距離８０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２７】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（物体距離８０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１ 第１レンズ群
１２，２２，３２ 第２レンズ群
１３，２３，３３ 第３レンズ群
１４，２４，３４ 第４レンズ群
１５，２５，３５ 絞り
１２１，２２１，３２１ 第１レンズ
１２２，２２２，３２２ 第２レンズ
１２３，２２３，３２３ 第３レンズ
１２４，２２４，３２４ 第４レンズ
ｅ ｅ線
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｓ サジタル像面
Ｔ メリディオナル像面
【発明の属する技術分野】
本発明は、高画質のデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに好適なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラの普及が著しく、一層の高画質化が要求されている。特に、デジタルスチルカメラでは、画素数の多い撮像素子が搭載されるようになってきており、このためレンズにおいても結像性能が優れた撮影レンズ、とりわけズームレンズが求められている。また、特に一眼レフ方式のファインダーを備えたデジタルスチルカメラには、長いバックフォーカスのズームレンズが必要になる。そこで、このようなデジタルスチルカメラやビデオカメラに用いることが可能な種々のズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３９６７号公報
【特許文献２】
特開平５−６０９７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載されているズームレンズは、２．５倍程度の変倍比を達成でき、広角端で６０°程度の画角も有していることから、画素数の多い固体撮像素子に対応することが可能である。しかしながら、このズームレンズの構成では、３倍以上の変倍比を達成することはできない。高画質化を実現できる撮像素子の登場によって高倍での画像も要求されている最近のデジタルスチルカメラには、不適なレンズである。
【０００５】
また、前記特許文献２に記載されているズームレンズは、レンズの構成枚数が１０枚以下の小型で比較的高い変倍比を有するものである。このズームレンズは、第３レンズ群が強い正の屈折力を備えた非球面レンズと像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズによって構成され、全長が短くなっている。このため、第３レンズ群から射出される光束の入射角がきつくなり、近接撮影時のピント調整の際の収差変動が激しくなる。したがって、このズームレンズを画素数の多い撮像素子が搭載されたデジタルスチルカメラに用いる場合に、画素数の多い撮像素子に対応できるだけの結像性能が得られない。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型ながらも１０倍程度の高変倍比を有し、結像性能の優れたズームレンズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群、負の屈折力を備えた第２レンズ群、正の屈折力を備えた第３レンズ群、および正の屈折力を備えた第４レンズ群が配置されて構成され、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって変倍を行い、かつ、前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を、ｆｗは前記ズームレンズの短焦点端での焦点距離を示す。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、高画質のデジタルスチルカメラやビデオカメラに好適なコンパクトで結像性能に優れ、かつ広画角、高変倍比のズームレンズを提供することができる。
【０００９】
また、請求項２にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、さらに、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
６．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．２
【００１０】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１１】
また、請求項３にかかるズームレンズは、請求項１または２に記載の発明において、さらに、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
５．５＜ｆ３／ｆｗ＜７．２
【００１２】
この請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１３】
また、請求項４にかかるズームレンズは、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、さらに、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
２．６＜ｆ４／ｆｗ＜３．１
【００１４】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１５】
また、請求項５にかかるズームレンズは、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記第１レンズ群は少なくとも２枚以上の凸レンズを含み構成され、該第１レンズ群に含まれる凸レンズのアッベ数の平均値をν１とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
５８≦ν１＜６５
【００１６】
この請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４に記載の発明よりもさらに優れた結像性能を備えたズームレンズを提供することができる。
【００１７】
また、請求項６にかかるズームレンズは、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記第３レンズ群は少なくとも１枚以上の凸レンズと少なくとも１枚以上の凹レンズを含み構成され、該第３レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この請求項６に記載の発明によれば、良好な収差補正が可能になる。
【００１９】
また、請求項７にかかるズームレンズは、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記第４レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項７に記載の発明によれば、より良好な収差補正が可能になる。
【００２１】
また、請求項８にかかるズームレンズは、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記第２レンズ群は、物体側から順に、凹レンズの第１レンズ、凹レンズの第２レンズ、凹レンズの第３レンズ、および凸レンズの第４レンズが配置されて構成され、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されていることを特徴とする。
【００２２】
この請求項８に記載の発明によれば、前記第３レンズと第４レンズとを固定するスペーサなどの部材が不要になり、またレンズの同軸度の調整が容易になるため、ズームレンズの製造工程を簡略化することができ、コストの低減が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群、負の屈折力を備えた第２レンズ群、正の屈折力を備えた第３レンズ群、および正の屈折力を備えた第４レンズ群が配置されて構成される。そして、変倍時には、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群が光軸に沿う方向に移動する。
【００２４】
本発明は、コンパクトなデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに用いることができるズームレンズを提供することを目的としている。このためには、レンズのコンパクト化はもとより、小型で画素数の多い撮像素子の性能を損なうことのない高い光学性能を備えることが必要になる。そこで、まず、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、ズームレンズの短焦点端での焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４ ・・・（１）
【００２５】
この条件式（１）は前記第２レンズ群の焦点距離と本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（１）において、｜ｆ２／ｆｗ｜の値が１．４以上になると、変倍時における前記第２レンズ群の移動量が大きくなるため、ズームレンズの全長を長くせざるを得ず、ズームレンズのコンパクト化が達成できない。一方、｜ｆ２／ｆｗ｜の値が１．２以下になると、ズームレンズのコンパクト化には有利な条件になるが、当該ズームレンズの短焦点域で発生する像面湾曲や歪曲収差が顕著になるため、好ましくない。
【００２６】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
６．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．２ ・・・（２）
【００２７】
この条件式（２）は、前記第１レンズ群の焦点距離と、本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（２）において、ｆ１／ｆｗの値が７．２以上になると、ズームレンズの全長が長くなり、十分なコンパクト化が達成できない。一方、ｆ１／ｆｗの値が６．２以下になると当該ズームレンズの長焦点域で発生する球面収差や色収差が顕著になるため、好ましくない。
【００２８】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
５．５＜ｆ３／ｆｗ＜７．２ ・・・（３）
【００２９】
この条件式（３）は、前記第３レンズ群の焦点距離と、本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（３）において、ｆ３／ｆｗの値が７．２以上になると、ズームレンズのバックフォーカスが長くなり、ズームレンズの十分なコンパクト化が達成できない。一方、ｆ３／ｆｗの値が５．５以下になると球面収差の発生が顕著になるため、好ましくない。
【００３０】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
２．６＜ｆ４／ｆｗ＜３．１ ・・・（４）
【００３１】
この条件式（４）は、前記第４レンズ群の焦点距離と本発明のズームレンズの短焦点端での焦点距離との比を決定するための式である。条件式（４）において、ｆ４／ｆｗの値が３．１以上になると、ズームレンズの全長が長くなり、コンパクト化が達成できない。一方、ｆ４／ｆｗの値が２．６以下になると、ズームレンズのバックフォーカスが短くなりすぎ、ローパスフィルタなどの光学部材を配置するスペースを確保できない。加えて、短焦点域での球面収差の発生が顕著になるため、好ましくない。
【００３２】
さらに、本発明のズームレンズでは、前記第１レンズ群は少なくとも２枚以上の凸レンズを含み構成され、該第１レンズ群に含まれる凸レンズのアッベ数の平均値をν１とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
５８≦ν１＜６５ ・・・（５）
【００３３】
この条件式（５）において、ν１の値が６５以上になると、色収差の補正は可能であるが、特に長焦点域で発生する色収差の補正にはコスト的な問題が生じる。一方、ν１の値が５８を下回ると、色収差を良好に補正することが困難になる。
【００３４】
本発明のズームレンズは、変倍時には、前記第２レンズおよび前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させる。特に、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第４レンズ群を物体側に移動した後に像側に移動させるようにしたため、ズームレンズの前玉径を小さくすることができる。また、このようにすることで、収差補正上も有利となり、広角化を達成できる。また、レンズ全系の物体距離の変化に対する球面収差の変動が安定し、近接撮影時に十分な結像性能が得られると共に、前記第３レンズ群の全長も長くならず、十分なバックフォーカスが得られる。さらに、前記第１レンズ群の焦点距離を比較的長く設定すると共に、比較的多くの変倍負担を前記第３レンズ群および前記第４レンズ群にもたせることにより、高変倍化を達成でき、特に３００万画素以上のＣＣＤなどの固体撮像素子が搭載されたデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに必要とされる光学性能が得られる。
【００３５】
また、フォーカシングについて、第１レンズ群を物体側へ移動させることによって行うとズームレンズの前玉径が大きくなるという問題が発生する。そこで、本発明のズームレンズでは、前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行うようにしたため、前玉径の大型化を防ぐと共に、フォーカシングの際の光学性能の劣化が防止できる。
【００３６】
また、本発明のズームレンズでは、前記第３レンズ群は少なくとも１枚以上の凸レンズと少なくとも１枚以上の凹レンズを含み構成される。また、前記第３レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されている。さらに、前記第４レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されている。このようにすることで、広角端から望遠端に至るまでの収差補正を良好に行うことが可能になる。
【００３７】
また、本発明のズームレンズでは、前記第２レンズ群は、物体側から順に、凹レンズの第１レンズ、凹レンズの第２レンズ、凹レンズの第３レンズ、および凸レンズの第４レンズが配置されて構成され、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されている。前記第３レンズと前記第４レンズとを接合することで、前記第３レンズと前記第４レンズとを固定するためのスペーサなどの部材が不要になる。また、レンズの同軸度の調整が容易になる。したがって、ズームレンズの製造工程を簡略化でき、コストの低減が可能になる。
【００３８】
本発明のズームレンズは、上記のように構成されているため、高画質が要求される、特に３００万画素以上のＣＣＤなどの固体撮像素子が搭載されるデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適なものとなる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態を示す。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群１１、負の屈折力を備えた第２レンズ群１２、正の屈折力を備えた第３レンズ群１３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群１４が配置されて構成される。第１レンズ群１１は２枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群１２は、凹レンズである第１レンズ１２１、凹レンズである第２レンズ１２２、凹レンズである第３レンズ１２３、および凸レンズである第４レンズ１２４により構成され、第３レンズ１２３と第４レンズ１２４とは接合されている。第３レンズ群１３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間には絞り１５が配置される。
【００４１】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００４２】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．５０倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６５〜５３．６８
Ｆナンバー＝２．８５１〜（３．２２５〜）２．９３１
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３５．７５００
ｆ２＝−７．０５７４
ｆ３＝３１．９１０９
ｆ４＝１７．１９００
ｆｗ＝５．６４８３
ν１＝５８．０
【００４３】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図２は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図３は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図４は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図５は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図６は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図７は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図８は望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図９は望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００４６】
（実施の形態２）
図１０は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１０（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。本実施の形態のズームレンズも実施の形態１に示したズームレンズと同様に、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群２１、負の屈折力を備えた第２レンズ群２２、正の屈折力を備えた第３レンズ群２３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群２４が配置されて構成される。第１レンズ群２１は２枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群２２は、凹レンズである第１レンズ２２１、凹レンズである第２レンズ２２２、凹レンズである第３レンズ２２３、および凸レンズである第４レンズ２２４により構成され、第３レンズ２２３と第４レンズ２２４とは接合されている。第３レンズ群２３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群２２と第３レンズ群２３との間には絞り２５が配置される。
【００４７】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００４８】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．４８倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６６〜５３．６７
Ｆナンバー＝２．８５７〜３．２２７
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３７．２２６１
ｆ２＝−７．５２８８
ｆ３＝３８．４６０３
ｆ４＝１５．６４８３
ｆｗ＝５．６５７０
ν１＝５８．０
【００４９】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図１１は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１２は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１３は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１４は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１５は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１６は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図１７は望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図１８は望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００５２】
（実施の形態３）
図１９は、本実施の形態にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１９（ａ）は広角端、同図（ｂ）は中間倍率、同図（ｃ）は望遠端での状態を示している。本実施の形態のズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群３１、負の屈折力を備えた第２レンズ群３２、正の屈折力を備えた第３レンズ群３３、および正の屈折力を備えた第４レンズ群３４が配置されて構成される。第１レンズ群３１は３枚の凸レンズを含み構成される。第２レンズ群３２は、凹レンズである第１レンズ３２１、凹レンズである第２レンズ３２２、凹レンズである第３レンズ３２３、および凸レンズである第４レンズ３２４により構成され、第３レンズ３２３と第４レンズ３２４とは接合されている。第３レンズ群３３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズにより構成されている。なお、第２レンズ群３２と第３レンズ群３３との間には絞り３５が配置される。
【００５３】
以下、本実施の形態のズームレンズに関する各種数値データを示す。
【００５４】
本実施の形態のズームレンズの倍率 ９．４８倍
本実施の形態のズームレンズの焦点距離ｆ＝５．６６〜５３．６７
Ｆナンバー＝２．８４９〜３．２４７
入射半画角＝３２°
ｆ１＝３３．９２６８
ｆ２＝−６．９９４７
ｆ３＝３４．３６６１
ｆ４＝１５．３８２２
ｆｗ＝５．６７０２
ν１＝６２．９
【００５５】
次に、本実施の形態のズームレンズの収差図を示す。図２０は広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２１は広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２２は中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２３は中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２４は望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２５は望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。図２６は望遠端（物体距離８０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。図２７は望遠端（物体距離８０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【００５８】
なお、上記数値データにおいて、ｒ１，ｒ２，・・・・は各レンズまたは絞り面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，・・・・は各レンズまたは絞りの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ１，ｎｄ２，・・・・は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１，νｄ２，・・・・は各レンズのアッベ数を示している。
【００５９】
また、上記各非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ軸をとり、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。
【００６０】
【数１】
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。
【００６２】
以上説明したように、本発明によれば、１０倍程度の高変倍比を有しながらも、全長が短く、前玉径も小さい広画角のズームレンズを提供することができる。また、このズームレンズは全変倍域において結像性能が安定している。特に、望遠端において１ｍ程度の近距離にピントを合わせたときの像面湾曲や色収差の変動が小さくなっている。したがって、本発明のズームレンズは、小型で画素数の多い撮像素子にも十分対応可能であり、特に近年コンパクト化が著しいデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適である。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明はこの実施の形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良等が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、十分なコンパクト化が達成されると共に、高変倍比と共に高い光学性能を備えたズームレンズを提供することができる。このズームレンズは、特に小型で画素数の多い撮像素子を搭載したコンパクトなデジタルスチルカメラやビデオカメラに最適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施の形態１にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１１】実施の形態２にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１２】実施の形態２にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１３】実施の形態２にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１４】実施の形態２にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１５】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１６】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図１７】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図１８】実施の形態２にかかるズームレンズの望遠端（物体距離９０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【図１９】実施の形態３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２０】実施の形態３にかかるズームレンズの広角端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２１】実施の形態３にかかるズームレンズの広角端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２２】実施の形態３にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２３】実施の形態３にかかるズームレンズの中間倍率（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２４】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２５】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（無限遠）におけるコマ収差を示す図である。
【図２６】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（物体距離８０ｃｍ）における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、および倍率の色収差を示す図である。
【図２７】実施の形態３にかかるズームレンズの望遠端（物体距離８０ｃｍ）におけるコマ収差を示す図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１ 第１レンズ群
１２，２２，３２ 第２レンズ群
１３，２３，３３ 第３レンズ群
１４，２４，３４ 第４レンズ群
１５，２５，３５ 絞り
１２１，２２１，３２１ 第１レンズ
１２２，２２２，３２２ 第２レンズ
１２３，２２３，３２３ 第３レンズ
１２４，２２４，３２４ 第４レンズ
ｅ ｅ線
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｓ サジタル像面
Ｔ メリディオナル像面
Claims (8)
- 物体側から順に、正の屈折力を備えた第１レンズ群、負の屈折力を備えた第２レンズ群、正の屈折力を備えた第３レンズ群、および正の屈折力を備えた第４レンズ群が配置されて構成され、
前記第２レンズおよび前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって変倍を行い、かつ、前記第４レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによってフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を、ｆｗは前記ズームレンズの短焦点端での焦点距離を示す。 - さらに、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、以下に示す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。
６．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．２ - さらに、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
５．５＜ｆ３／ｆｗ＜７．２ - さらに、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のズームレンズ。
２．６＜ｆ４／ｆｗ＜３．１ - 前記第１レンズ群は少なくとも２枚以上の凸レンズを含み構成され、該第１レンズ群に含まれる凸レンズのアッベ数の平均値をν１とするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のズームレンズ。
５８≦ν１＜６５ - 前記第３レンズ群は少なくとも１枚以上の凸レンズと少なくとも１枚以上の凹レンズを含み構成され、該第３レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群に含まれるレンズのうち少なくとも１枚には非球面が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、物体側から順に、凹レンズの第１レンズ、凹レンズの第２レンズ、凹レンズの第３レンズ、および凸レンズの第４レンズが配置されて構成され、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のズームレンズ。
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