JP2007256564A

JP2007256564A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2007256564A
Application number: JP2006080193A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 剛田中
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04
Also published as: DE602007000105D1; US20070223109A1; US7375901B2; CN100504491C; EP1837692B1; CN101042463A; EP1837692A1; ATE407380T1

Abstract

【課題】良好な光学性能を維持しつつ、薄型でありながら撮像装置に組み込んだときに強い耐久性を持たせることができ、かつ直角プリズムで透過率を損なうこともなく、コストも安くできるようにする。
【解決手段】物体側から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、絞りＳｔ、第３レンズ群ＧＲ３、および第４レンズ群ＧＲ４を備える。第１および第３レンズ群ＧＲ１，ＧＲ３は固定群であり、第２および第４レンズ群ＧＲ２，ＧＲ４は可動群である。第１レンズ群ＧＲ１内に直角プリズムＬＰを有し、以下の条件を満足する。Ｎ_Pは直角プリズムＬＰのｄ線に対する屈折率、ν_Pは直角プリズムＬＰのｄ線に対するアッベ数、Ｄ_2-6は第１レンズ群内の第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上の距離、ｆ_Wは広角端における全系の焦点距離を示す。
１．７１＜Ｎ_P＜１．８０ ……（１）
ν_P＞３０ ……（２）
１．４＜Ｄ_2-6／f_W＜１．９ ……（３）
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像機能を有する小型の機器、特にデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等に好適に用いられるズームレンズに関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。これに伴い撮影用レンズ、特にズームレンズは全長の短縮等による薄型化が求められている。従来、デジタルスチルカメラ等に用いられるズームレンズのうち、変倍比が３倍程度のものについては、３群構成のズームレンズが全長の短縮化に有利であり、広く用いられている（特許文献１参照）。この構成のズームレンズは各群が可動となっており、使用時ではある程度の長さが必要であっても、不使用時には各群の間隔を極力縮めることで薄型化を実現している。しかし近年、デジタルスチルカメラ等においては、落下等の衝撃に対して強い耐久性が求められてきており、上述の３群構成のズームレンズにおいては、使用時に移動レンズ群を支える鏡胴が撮像装置本体から飛び出してくる構造であるため、耐久性を強くするには限界があった。

そこで、薄型化と強い耐久性を両立するズームレンズの構成として、正、負、正、正の４群構成で、第１レンズ群内に直角プリズムを配置し、光路を途中で略９０°折り曲げる屈曲光学系にすることによって、光学系の厚さ方向の長さを短縮したものがある（特許文献２ないし４参照）。この構成では、第１レンズ群が変倍時および合焦時に固定であるために、鏡胴全体を撮像装置本体内に収める構造にすることができ、上述の３群構成のズームレンズに比べて耐久性を強くすることが可能となる。
特開平１０−２９３２５３号公報特開平０８−２４８３１８号公報特開２０００−１３１６１０号公報特開２００３−２０２５００号公報

しかしながら、特許文献２に記載のズームレンズは、ズーム比が大きくＦ値も明るいものの、第１レンズ群が大きく、全体のレンズ枚数も多いため、薄型化に適していないという問題がある。また、特許文献３に記載のズームレンズは、レンズ枚数が少なく広角端での画角が大きいものの、第１レンズ群が大きく、また直角プリズムの屈折率が低く全反射しにくいため、直角プリズムの反射面に反射コートが必要となり、そのために全系での透過率が低下してしまい、また、コストも高くなるという問題がある。また、特許文献４に記載のズームレンズは、様々な実施例があり、その中でレンズ枚数が少なくコンパクトな例もあるものの、いずれも直角プリズムに高屈折率高分散の材質が採用されており、可視光線短波長側の透過率が低下してしまうという問題がある。すなわち、特許文献４では実施例として、ｄ線に対する屈折率が１．８を超えアッベ数が３０未満の材質の直角プリズムを採用しているが、現状では、そのような高屈折率高分散で、かつ透過率が十分高い材質は事実上存在せず、実用的ではない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な光学性能を維持しつつ、薄型でありながら撮像装置に組み込んだときに強い耐久性を持たせることができ、かつ直角プリズムで透過率を損なうこともなく、コストも安くできるようにしたズームレンズを提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、光量を調節する絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、第１レンズ群および第３レンズ群が常時固定であり、変倍時に第２レンズ群が光軸上で移動すると共に変倍時および合焦時に第４レンズ群が光軸上で移動するようになされている。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、光路を略９０°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなり、かつ、以下の条件を満足するように構成されている。式中、Ｎ_Pは第１レンズ群内の直角プリズムのｄ線に対する屈折率、ν_Pは第１レンズ群内の直角プリズムのｄ線に対するアッベ数、Ｄ_2-6は第１レンズ群内の第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上の距離、ｆ_Wは広角端における全系の焦点距離を示す。
１．７１＜Ｎ_P＜１．８０ ……（１）
ν_P＞３０ ……（２）
１．４＜Ｄ_2-6／f_W＜１．９ ……（３）

本発明によるズームレンズでは、第１レンズ群内に配置された直角プリズムによって光路が略９０°折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、第１レンズ群が常時固定とされることで、鏡胴全体を撮像装置本体内に収める構造にすることができ、撮像装置に組み込んだときの耐久性を強くすることが可能となる。さらに、直角プリズムに関して適切な条件を満たしていることで、材質の最適化が図られ、直角プリズムでの透過率の低下が抑えられると共に、コストを安く抑えることも容易となる。
そして、さらに、要求される仕様等に応じて次の好ましい条件を適宜採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。

本発明によるズームレンズにおいて、第１レンズ群内の直角プリズムは、以下の条件を満足することが好ましい。式中、τ_10Pは第１レンズ群内の直角プリズムの厚さ１０ｍｍでの波長４００ｎｍにおける内部透過率を示す。
τ_10P＞０．８７ ……（４）

また、第１レンズ群内の第２レンズおよび第３レンズが、以下の条件を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ｆ₁₂は第１レンズ群内の第２レンズの焦点距離、ｆ₁₃は第１レンズ群内の第３レンズの焦点距離を示す。
１．４＜ｆ₁₂／ｆ₁₃＜３．２ ……（５）

また、第１レンズ群内の各レンズが、以下の条件を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ν_23Aは第１レンズ群内の第２レンズと第３レンズとのｄ線に対するアッベ数の平均値、ν₁は第１レンズ群内の第１レンズのｄ線に対するアッベ数を示す。
２５＜ν_23A−ν₁＜３６ ……（６）

また、第３レンズ群は、少なくとも１面を非球面とした１枚のプラスチックレンズで構成されていることが好ましい。

本発明のズームレンズによれば、第１レンズ群内に直角プリズムを配置した屈曲光学系の構成にし、光学系の厚さ方向の長さを抑えるようにしたので、良好な光学性能を維持しつつ、薄型化が容易となる。また、第１レンズ群を常時固定にするようにしたので、鏡胴全体を撮像装置本体内に収める構造にすることができ、撮像装置に組み込んだときの耐久性を強くすることが可能となる。さらに、直角プリズムに関して適切な条件を満たして材質の最適化を図るようにしたので、直角プリズムでの透過率の低下を抑え、コストを安く抑えることも容易となる。これらにより、良好な光学性能を維持しつつ、薄型でありながら撮像装置に組み込んだときに強い耐久性を持たせることができ、かつ直角プリズムで透過率を損なうこともなく、コストも安くできる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図５）のレンズ構成に対応している。図２は、第２の構成例を示しており、後述の第２の数値実施例（図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図７）のレンズ構成に対応している。図３は、第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図９）のレンズ構成に対応している。図１〜図３において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔Ｄ９，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２のみ符号を付す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。

このズームレンズは、撮像機能を有する小型の機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびＰＤＡ等に搭載されて使用されるものである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、光量を調節する絞りＳｔと、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とを備えている。

このズームレンズの結像面（撮像面）には、例えば図示しない撮像素子が配置される。第４レンズ群ＧＲ４と撮像面との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されている。光学部材ＧＣとしては、例えば撮像面保護用のカバーガラスや各種光学フィルタなどの平板状の部材が配置される。

このズームレンズは、第１レンズ群ＧＲ１および第３レンズ群ＧＲ３が常時固定であり、変倍時に第２レンズ群ＧＲ２が光軸Ｚ１上で移動すると共に変倍時および合焦時に第４レンズ群ＧＲ４が光軸Ｚ１上で移動するようになされている。第２レンズ群ＧＲ２が主に変倍作用を担い、第４レンズ群ＧＲ４は変倍に伴う像面変動の補正作用を担っている。第２レンズ群ＧＲ２と第４レンズ群ＧＲ４は、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、図に実線で示した軌跡を描くように移動する。なお、図１〜図３において、Ｗは広角端でのレンズ位置、Ｔは望遠端でのレンズ位置を示す。

第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１１と、光路を略９０°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムＬＰと、正の屈折力を有する第２レンズＬ１２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ１３とからなる。第１レンズＬ１１は例えば、像側に凹面を向けた負のメニスカス形状、または平凹形状となっている。第１レンズＬ１２は例えば平凸形状、第３レンズＬ１３は例えば両凸形状となっている。第１レンズ群ＧＲ１は、撮像装置に搭載した場合における薄型化を図るために、十分に小型化が図られていることが好ましい。このため例えば、直角プリズムＬＰの前の第１レンズＬ１１の屈折率を高く、例えばｄ線に対する屈折率を１．８または１．９よりも大きくすることが好ましい。これにより、第１レンズＬ１のレンズ径およびレンズ厚を小さくすることができると共に、あまり大きな曲率を持たないよう、全体として比較的スマートな形状にすることができる。また、直角プリズムＬＰの小型化を図ることができる。直角プリズムＬＰに関しては、後述の条件式により材質の最適化が図られていることが好ましい。

第２レンズ群ＧＲ２は例えば、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、負の屈折力を有する接合レンズとからなる。接合レンズは例えば、物体側から順に両凹形状の負レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３とで構成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は例えば１枚のレンズＬ３１で構成されている。レンズＬ３１は、少なくとも１面を非球面としたプラスチックレンズで構成されていることが好ましい。これより、良好な光学性能を維持しつつコストを安くすることが可能となる。

第４レンズ群ＧＲ４は例えば、物体側から順に、２つのレンズＬ４１，Ｌ４２からなる接合レンズと物体側に凸面を向けた正レンズＬ４３とで構成されている。

このズームレンズは、以下の条件式（１），（２）を満足している。Ｎ_Pは直角プリズムＬＰのｄ線に対する屈折率、ν_Pは直角プリズムＬＰのｄ線に対するアッベ数、Ｄ_2-6は第１レンズ群ＧＲ１内の第１レンズＬ１１の像側面から第２レンズＬ１２の物体側面までの光軸Ｚ１上の距離、ｆ_Wは広角端における全系の焦点距離を示す。
１．７１＜Ｎ_P＜１．８０ ……（１）
ν_P＞３０ ……（２）
１．４＜Ｄ_2-6／f_W＜１．９ ……（３）

直角プリズムＬＰはさらに、以下の条件を満足することが好ましい。式中、τ_10Pは直角プリズムＬＰの厚さ１０ｍｍでの波長４００ｎｍにおける内部透過率を示す。
τ_10P＞０．８７ ……（４）

また、第１レンズ群ＧＲ１内の第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３が、以下の条件を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ｆ₁₂は第２レンズＬ１２の焦点距離、ｆ₁₃は第３レンズＬ１３の焦点距離を示す。
１．４＜ｆ₁₂／ｆ₁₃＜３．２ ……（５）

また、第１レンズ群ＧＲ１の各レンズが、以下の条件を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ν_23Aは第１レンズ群ＧＲ１内の第２レンズＬ１２と第３レンズＬ１３とのｄ線に対するアッベ数の平均値、ν₁は第１レンズ群ＧＲ１内の第１レンズＬ１１のｄ線に対するアッベ数を示す。
２５＜ν_23A−ν₁＜３６ ……（６）

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第１レンズ群ＧＲ１に入射した物体光が、直角プリズムＬＰの内部反射面によって第２レンズ群ＧＲ２側に略９０°折り曲げられ、第１レンズ群ＧＲ１の入射面に対し直交するように配置された図示しない撮像素子上に結像する。ズーミングは、第２レンズ群ＧＲ２と第４レンズ群ＧＲ４とを光軸Ｚ１に沿って移動させて相互の間隔を変化させることにより行われる。

このような屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さを抑えることができ、撮像装置に組み込んだときの薄型化を達成することが可能になる。また、第１レンズ群ＧＲ１が常時固定であるため、鏡胴全体を撮像装置本体内に収める構造にすることができ、撮像装置に組み込んだときの耐久性を強くすることが可能となる。

ここで、光路を略９０°折り曲げる反射作用を持つものとして、反射ミラーや表面反射プリズム等も考えられるが、これらを使用するよりも、内部反射面を有する直角プリズム（内部反射プリズム）ＬＰを使用した方が、光学的に等価な構成をよりコンパクトに実現することができる。これは、直角プリズムＬＰを使用した方が、空気よりも屈折率の高い媒質中を光線が通過することになるので、幾何学的な長さを短くしつつ、空気換算したときの光路長（屈折率と幾何学的な長さの積）を長く確保することができるからである。

さらにこのズームレンズでは、直角プリズムＬＰに関して適切な条件を満たしていることで、材質の最適化が図られ、直角プリズムＬＰでの透過率の低下が抑えられると共に、コストを安く抑えることも容易となる。条件式（１）は、直角プリズムＬＰの適切な屈折率Ｎ_Pを規定するためのものである。条件式（１）の下限を越えると、コンパクト化への寄与が小さくなり好ましくない。また、広角端において主光線の直角プリズムＬＰ内における光軸Ｚ１からの傾角が大きくなり、全反射条件の臨界角に近づき光量損失が大きくなってしまう。一方、条件式（１）の上限を越えると、コストの高い材質が多くなり好ましくない。条件式（２）は、直角プリズムＬＰの適切なアッベ数ν_Pを規定するためのものである。条件式（２）の下限を越えると、可視光線短波長側の透過率が低下しやすい材質となるため好ましくない。条件式（４）は、条件式（２）の作用をより具体的に示したものであり、直角プリズムＬＰの適切な内部透過率を規定するためのものである。条件式（４）の下限を越えると、可視光線短波長側の透過率が低下してしまい好ましくない。

条件式（３）は、第１レンズ群ＧＲ１内において、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２との間に直角プリズムＬＰを挿入するための適切なスペースを規定するものである。条件式（３）の下限を越えると、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２との間のスペースが小さくなりすぎてしまい、直角プリズムＬＰを挿入できなくなるか、もしくは第１レンズＬ１１が第２レンズＬ１２または第３レンズＬ１３と位置的に干渉してしまい、物理的にレンズを配置することができなくなる。一方、条件式（３）の上限を越えると、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２との間のスペースが大きくなりすぎてしまい、コンパクトさが失われてしまうので好ましくない。

条件式（５）は、第１レンズ群ＧＲ１内における第２レンズＬ１２と第３レンズＬ１３との屈折力の比の適切な関係を規定している。このズームレンズでは、第１レンズ群ＧＲ１内において、直角プリズムＬＰの後ろ側に、第２レンズＬ１２と第３レンズＬ１３との２つの正レンズを配置して正の屈折力を適当に分散させることで、歪曲収差の悪化等を抑制している。条件式（５）の下限を越えると、第１レンズ群ＧＲ１内における第２レンズＬ１２の屈折力が大きくなり、それに従い第１レンズ群ＧＲ１内の第１レンズＬ１１の屈折力も大きくなってしまい、広角端における歪曲収差が補正しにくくなる。一方、条件式（５）の上限を越えると、第１レンズ群ＧＲ１内における第２レンズＬ１２の屈折力が小さくなりすぎて、光学性能を維持するために第２レンズＬ１２と第３レンズＬ１３とに正の屈折力を分散している利点が無くなってしまうので好ましくない。

条件式（６）は、第１レンズ群ＧＲ１にて発生する色収差をバランス良く補正するためのものである。条件式（６）の下限を越えると、第１レンズ群ＧＲ１にて発生する色収差が補正不足となり、広角端における倍率色収差や望遠端における軸上色収差が悪くなってしまう。一方、条件式（６）の上限を越えると、第１レンズ群ＧＲ１にて発生する色収差が補正過剰となり、同様に広角端における倍率色収差や望遠端における軸上色収差が悪くなってしまうので好ましくない。

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、第１レンズ群ＧＲ１内に光路を略９０°折り曲げる直角プリズムＬＰを配置して屈曲光学系の構成とし、また各群の構成を適切に設定したことで、良好な光学性能を維持しつつ、薄型でありながら撮像装置に組み込んだときに強い耐久性を持たせることができ、かつ直角プリズムで透過率を損なうこともなく、コストも安くできる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１ないし第３の数値実施例をまとめて説明する。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図５は、図１に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に図４（Ａ）にはその基本的なレンズデータを示し、図４（Ｂ）および図５にはその他のデータを示す。図４（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２４）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１３）の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。図４（Ａ）にはまた、諸データとして、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、および画角２ω（ω：半画角）の値についても示す。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２レンズ群ＧＲ２および第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ９，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２の値は可変となっている。図４（Ｂ）には、これらの面間隔Ｄ９，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。

図４（Ａ）のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群ＧＲ１内の第３レンズＬ１３の両面Ｓ８，Ｓ９と、第３レンズ群ＧＲ３のレンズＬ３１の両面Ｓ１６，Ｓ１７と第４レンズ群ＧＲ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ２１，Ｓ２２とがすべて非球面形状となっている。図４（Ａ）の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

図４（Ｂ）には実施例１に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

実施例１に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次の非球面係数

実施例１に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群ＧＲ１内の第３レンズＬ１３の両面Ｓ８，Ｓ９と第４レンズ群ＧＲ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ２１，Ｓ２２は、非球面係数Ａ_nとしてＡ₃〜Ａ₁₂までの次数を有効に用いて表されている。第３レンズ群ＧＲ３のレンズＬ３１の両面Ｓ１６，Ｓ１７は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀のみを有効に用いて表されている。

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図７に示す。また同様に、図３に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図９に示す。

なお、実施例１では、第１レンズ群ＧＲ１内の第３レンズＬ１３の両面が非球面とされていたが、実施例２および実施例３に係るズームレンズでは、第３レンズＬ１３の両面が球面とされている。実施例２および実施例３において、第３レンズ群ＧＲ３のレンズＬ３１と第４レンズ群ＧＲ４内のレンズＬ４３は、実施例１と同様、両面がすべて非球面形状となっている。そして、実施例２に係るズームレンズにおいて、第３レンズ群ＧＲ３のレンズＬ３１の両面Ｓ１６，Ｓ１７は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀のみを有効に用いて表され、第４レンズ群ＧＲ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ２１，Ｓ２２は、Ａ₃〜Ａ₂₀までの次数を有効に用いて表されている。また、実施例３に係るズームレンズにおいて、第３レンズ群ＧＲ３のレンズＬ３１の両面Ｓ１６，Ｓ１７は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀のみを有効に用いて表され、第４レンズ群ＧＲ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ２１，Ｓ２２は、Ａ₃〜Ａ₁₂までの次数を有効に用いて表されている。

図１０には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図１０から分かるように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）（広角端）、および図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例３に係るズームレンズについての諸収差を図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）（広角端）、および図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）（望遠端）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、撮像装置に搭載して薄型化するのに適したズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。実施例１に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例１に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例２に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例２に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例３に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例３に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。

符号の説明

ＧＣ…光学部材、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、ＬＰ…直角プリズム、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、光量を調節する絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が常時固定であり、変倍時に前記第２レンズ群が光軸上で移動すると共に変倍時および合焦時に前記第４レンズ群が光軸上で移動するようになされ、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、光路を略９０°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなり、
かつ、以下の条件を満足するように構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
１．７１＜Ｎ_P＜１．８０ ……（１）
ν_P＞３０ ……（２）
１．４＜Ｄ_2-6／f_W＜１．９ ……（３）
ただし、
Ｎ_P：第１レンズ群内の直角プリズムのｄ線に対する屈折率
ν_P：第１レンズ群内の直角プリズムのｄ線に対するアッベ数
Ｄ_2-6：第１レンズ群内の第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上の距離
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
とする。
前記第１レンズ群内の直角プリズムは、以下の条件を満足するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
τ_10P＞０．８７ ……（４）
ただし、
τ_10P：第１レンズ群内の直角プリズムの厚さ１０ｍｍでの波長４００ｎｍにおける内部透過率
とする。
前記第１レンズ群内の前記第２レンズおよび前記第３レンズが、以下の条件を満足するように構成されている
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。
１．４＜ｆ₁₂／ｆ₁₃＜３．２ ……（５）
ただし、
ｆ₁₂：第１レンズ群内の第２レンズの焦点距離
ｆ₁₃：第１レンズ群内の第３レンズの焦点距離
とする。
前記第１レンズ群内の各レンズが、以下の条件を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
２５＜ν_23A−ν₁＜３６ ……（６）
ただし、
ν_23A：第１レンズ群内の第２レンズと第３レンズとのｄ線に対するアッベ数の平均値
ν₁：第１レンズ群内の第１レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
前記第３レンズ群は、少なくとも１面を非球面とした１枚のプラスチックレンズで構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズ。