JP2007279622A - ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ構成を簡略にできるズームレンズ等を提供すること。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とからなり、広角端から望遠端へのズーミング時に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間の間隔が広がり、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間の間隔が狭まり、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との間の間隔が変化し、且つ、前記第１レンズ群Ｇ１から前記第４レンズ群Ｇ４の全てのレンズ群が光軸に沿って移動し、さらに、前記ズーミング時に前記第３レンズ群Ｇ３と一体で移動する明るさ絞りＳを有し、前記第４レンズ群Ｇ４が１枚の負レンズからなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は ズームレンズに関するものである。特に、物体側から正、負、正、負の順の屈折力配置となるズームレンズに関するものである。また、このズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

従来から、撮影用のズームレンズとして物体側より正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群とからなるズームレンズが知られている。

このような屈折力配置の構成のズームレンズでは、正屈折力のレンズ群（第１、第３レンズ群）と、負屈折力のレンズ群（第２、第４レンズ群）とが交互に配置される。このズームレンズは、第２レンズ群、第３レンズ群が主たる変倍群となる。そして、第４レンズ群の負のパワーにより、軸外光束を跳ね上げる構成となる。そのため、像面サイズに対してズームレンズを小さくすることに有利なものである。また、テレフォトタイプが２つ並ぶレンズ群の配置となり、全長の短縮化にも有利な構成である。

また、撮像装置としてのデジタルカメラ、ビデオカメラなどでは、撮像素子としてＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の電子撮像素子を用いている。電子撮像素子を用いるカメラの場合、撮影レンズ系から射出する光束を撮像素子の撮像面に対して垂直に近づけることが望ましい。このため、撮影レンズ系の射出瞳を撮像面から遠くしている。このような構成により、撮像素子の撮像面周辺での光線の入射角が大きくなりすぎることを抑えることができる。この結果、撮影画像の周辺での光量低下や色再現性の低下を抑えている。

一方、最近の電子撮像素子では、各画素に対応して各画素の直前に設けられるマイクロレンズの配置の工夫等により、撮像面への斜入射特性を改善するための技術も用いられている。

射出瞳が像面から遠く、撮像面への光束の入射角度が垂直に近い構成となっており、各レンズ群の配置が、物体側から正、負、正、負の屈折力配置のズームレンズとして、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されるズームレンズが知られている。

特開平０９-１９７２７２号公報 特開平０４-５３９１６号公報

しかしながら、従来技術のズームレンズは、変倍比が２倍から３倍程度と小さめである。また、変倍比が小さいにも関わらず、使用しているレンズの枚数が多いものである。さらに、従来技術のズームレンズは、像面サイズに対して焦点距離が長めであり、広角端での画角も狭くなっている。このため、例えば、狭い部屋での集合写真の撮影等の広角撮影には不利なものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ズームレンズ内のレンズ配置の見直しにより、レンズ構成を簡略にできるズームレンズの提供を目的とするものである。また、ズームレンズを沈胴収納する構成とした際に、沈胴時のコンパクト化にも有利なズームレンズを提供を目的とする。

さらに、本発明は、広角端での画角を広くしても第１レンズの外径を抑えやすいズームレンズの提供を目的とする。加えて、収差補正と沈胴時のコンパクト化の両立に有利なズームレンズの提供を目的とする。

また、本発明は、これらの目的の複数を同時に満たすズームレンズを提供することを目的とする。さらに、このズームレンズを備え、撮像面への光束の入射角度がある程度垂直に近いことが要求される電子撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群とから構成されている。

また、広角端から望遠端へのズーミング時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が変化し、且つ、第１レンズ群から第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動する。

さらに、ズーミング時に第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有している。

以上の構成は、後述する発明における共通の構成要件としている。以下に本発明のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。上述の移動方式とすることで、負屈折力の第２レンズ群と正屈折力の第３レンズ群に変倍負担を持たせている。また、第３レンズ群と負屈折力の第４レンズ群の間隔を変化させつつ、第１レンズ群から第４レンズ群を全て移動させてズーミングを行う。これにより、収差補正やレンズ群の移動量を適度にバランスさせやすくなる。この結果、ズーム比の確保に有利となる。

また、明るさ絞りを第３レンズ群と一体としている。これにより、第３レンズ群での軸外光線が通過する高さを抑え、第３レンズ群をコンパクトに構成できる。

また、第３レンズ群に変倍の機能を負担させつつも、第３レンズ群の収差補正機能は軸上収差の補正が主となる。このため、軸外収差への影響が少ないため、第３レンズ群内のレンズ構成の自由度を高めることができる。

そして、第１のズームレンズにおいて、第４レンズ群が１枚の負レンズから構成されている。

第４レンズ群を負の屈折力のレンズ群とすることで、広角側での倍率色収差の補正にも有利となる。このことを、さらに詳述する。上述のレンズ群の配置、明るさ絞りの配置の場合、第２レンズ群、第３レンズ群に変倍負担を持たせつつ、収差の影響も抑えられる。そのため、第４レンズ群での変倍負担は大きくない。

一方、倍率の色収差の補正のために負屈折力の第４レンズ群を明るさ絞りから離していくと、第４レンズ群の外径が大きくなってくる。

このため、第４レンズ群を負レンズ１枚の構成とし、倍率色収差の補正の効果を維持しつつ、構成レンズ枚数を少なくすることが好ましい。

また、このズームレンズを沈胴収納した際に、第４レンズ群が負レンズ１枚で構成されていることで沈胴時の厚さを抑えやすくなる。このため、このズームレンズを撮像装置に用いることで撮像装置の厚さ方向の小型化にも有利となる。

本発明の第２のズームレンズは、第１のズームレンズにおいて、第４レンズ群の負レンズは、物体側の屈折面及び像側の屈折面が軸外にて物体側に傾いた面形状を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（１） −２．０＜（ＲＬ_41F＋ＲＬ_41R）／（ＲＬ_41F−ＲＬ_41R）＜−０．１
ただし、ＲＬ_41Fは第４レンズ群の負レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
ＲＬ_41Rは第４レンズ群の負レンズの像側の面の近軸曲率半径、
である。

以下に第２の発明のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（１）は、第４レンズ群における収差補正機能を得やすくするための条件である。上述の形状にて、軸外収差の変動を抑えやすくすることが好ましい。条件式（１）の下限を下回らないようにし、負レンズが極端なメニスカス形状となることを避け、物体側面での高次の収差の発生を抑えることが好ましい。

また、条件式（１）の上限を上回らないようにし、像側面での軸外光線の入射角が大きくなりすぎないようにして、第４レンズ群の移動による収差バランスの調整を行う効果を得やすくすることが好ましい。また、この条件式（１）の上限を上回る場合は、負レンズの像側面が複雑な形状の非球面となる。このため、このレンズの偏心による収差の影響を、他のレンズの偏心等で補正することが難しくなり、組み立て精度への要求が高くなる。

本発明の第３のズームレンズは、第１、第２のズームレンズにおいて、第４レンズ群の物体側面及び像側面の双方を非球面としたことを特徴とする。

以下に本発明の第３のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第４レンズ群は、軸上光束が透過する部分と軸外光束が透過する部分がそれぞれ適度な距離と光束径により、光を入射させることができる。このため、第４レンズ群の物体側面、像側面をともに非球面とし、軸上収差と軸外収差の双方をバランスさせる非球面形状とすることが好ましい。また、非球面を２つの面とすることで、収差を良好に保ちつつ、非球面が極端な形状となることを防止できるので、好ましい。

本発明の第４のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群とから構成されている。

そして、広角端から望遠端へのズーミング時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が変化し、且つ、第１レンズ群から第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動する。さらに、ズーミング時に第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有している。これらは、第１のズームレンズで述べた共通の構成と同じである。

そして、第１レンズ群が１枚の正レンズから構成されていることを特徴とする。

以下に本発明の第４のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明の第４のズームレンズは、第１のズームレンズにおいて上述した共通な構成を有した上で、さらに第１レンズ群が１枚の正レンズから構成されていることを特徴としている。

第１レンズ群中のレンズの数を最小構成枚数の１枚とすることで、画角を広くしても最も物体側のレンズ面への光線の入射高が抑えられる。これにより、外径の小型化を行うことに有利となる。また、第１レンズ群の厚さを抑えることにもつながり、沈胴構造とした際のコンパクト化にも有利となる。

本発明の第５のズームレンズは、第４のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（２） −１．５＜（ＲＬ_11F＋ＲＬ_11R）／（ＲＬ_11F−ＲＬ_11R）＜０
ただし、ＲＬ_11Fは第１レンズ群の正レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
ＲＬ_11Rは第１レンズ群の正レンズの像側の面の近軸曲率半径、
である。

以下に本発明の第５のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（２）の下限を下回らないようにして、第１レンズ群の正レンズの物体側面の曲率を抑え、望遠側での球面収差を抑えやすくすることが好ましい。

また、条件式（２）の上限を上回らないようにして、第１レンズ群の正レンズの像側面の曲率を抑え、広角側での軸外光束の入射角を抑えて収差の発生を抑えることが好ましい。

本発明の第６のズームレンズは、第４、第５のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（３） ６２．０＜ν_L11＜９５．０
ただし、ν_L11は第１レンズ群の正レンズのアッベ数である。

以下に本発明の第６のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１レンズ群を正レンズ１枚で構成した場合、第１レンズ群での広角側の倍率色収差、望遠側での軸上色収差を抑えることが好ましい。条件式（３）の下限を下回らないようにし、分散を抑えることで、第１レンズ群による色収差を抑えやすくすることが好ましい。

条件式（３）の上限を上回らないようにして、使用する材料のコストを抑えることが好ましい。また、分散の小さい材料は屈折率も小さい傾向があるため、条件式（３）の上限を上回らないようにして、第１レンズ群のパワーを確保しつつ全長の小型化や、面の曲率を抑えやすくすることが好ましい。

本発明の第７のズームレンズは、第４、第５、第６のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（４） ０．１５＜Ｄ_12T／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜０．７０
ただし、Ｄ_12Tは第１レンズ群と第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Wは第２レンズ群と第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Tは第２レンズ群と第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
である。

以下に本発明の第７のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１レンズ群を正レンズ１枚の構成とする場合、正レンズでの球面収差などの収差をキャンセルする機能を負屈折力の第２レンズ群に持たせることが好ましい。球面収差は、望遠側で目立つ傾向があるが、このとき、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が大きくなりすぎないようにする。これにより、第１レンズ群での軸上光束径の大きさを抑え、また、第２レンズ群での軸上光束径を確保して収差バランスを保つことが好ましい。

条件式（４）の下限を下回らないようにして、望遠側での第１、第２レンズ群間隔を適度に確保しテレフォト配置による効果を確保することが好ましい。

条件式（４）の上限を上回らないようにして、第３レンズ群による変倍機能を待たせつつ望遠側での第１、第２レンズ群間隔の長さを抑え、第１レンズ群と第２レンズ群とで収差をキャンセルしやすくすることが好ましい。

本発明の第８のズームレンズは、第７のズームレンズにおいて、以下の条件を満足することを特徴とする。

（５） ０．０３＜（Ｄ_12T−Ｄ_12W）／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜０．６０
ただし、Ｄ_12Wは第１レンズ群と第２レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_12Tは第１レンズ群と第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Wは第２レンズ群と第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Tは第２レンズ群と第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
である。

以下に本発明の第８のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

上述の条件式（５）は、第１レンズ群、第２レンズ群の間の軸上間隔の長さの変化量と第２レンズ群、第３レンズ群の間の軸上間隔の長さの変化量との比を規定するものである。

条件式（５）の下限を下回らないようにして、第１レンズ群と第２レンズ群との間の広角端から望遠端への間隔の増加量を確保する。これにより、第２レンズ群の変倍負担を確保することが好ましい。

条件式（５）の上限を上回らないようにして第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の変化による収差変動を抑えることが好ましい。

本発明の第９のズームレンズは、第１のズームレンズにおいて、第１レンズ群が１枚の正レンズからなることを特徴とする。

以下に本発明の第９のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

上述の第１レンズ群、第４レンズ群の構成を双方同時に満足することで、小型化に有利となる。さらに、第１レンズ群を正レンズ１枚とした際にさらに好ましい上述の条件の何れかを満たすことがより好ましい。

本発明の第１０のズームレンズは、第１のズームレンズにおいて、第１レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された１つの接合レンズからなることを特徴とする。

以下に本発明の第１０のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

上述したように第１レンズ群は正の単レンズ１枚で構成することができる。しかしながら、これに換えて、第１レンズ群を負レンズと正レンズとの接合レンズとし、また、第４レンズ群を負レンズ１枚の構成とすることもできる。これにより、変倍による倍率の色収差の変動のコントロールと小型化の両立が行いやすくなり好ましい。また、第１レンズ群の物体側と像側での面形状の設計自由度が確保でき、軸外諸収差のバランスをとりやすくなる。この結果、第２レンズ群の構成長を小さくすることにも有利となる。

特に、先に説明した沈胴収納を行う場合、レンズ群の厚みを抑えやすいので、撮像装置の小型化に有利となる。

なお、第１レンズ群の接合レンズを２枚の単レンズとした場合に比べ、この２枚のレンズ間距離の精度や偏心を抑える精度の保証が容易となる。また、広角化する際の第１レンズの外径も小さくすることが容易となる。

本発明の第１１のズームレンズは、第１０のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（６） −１．５＜（ＲＬ_ceF＋ＲＬ_ceR）／（ＲＬ_ceF‐ＲＬ_ceR）＜０
ただし、ＲＬ_ceFは第１レンズ群の接合レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
ＲＬ_ceRは第１レンズ群の接合レンズの像側の面の近軸曲率半径、
である。

以下に本発明の第１１のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（６）の下限を下回らないようにして、第１レンズ群の接合レンズの物体側面の曲率を抑え、望遠側での球面収差を抑えやすくすることが好ましい。

条件式（６）の上限を上回らないようにして、第１レンズ群の接合レンズの像側面の曲率を抑え、広角側での軸外光束の入射角を抑えて収差の発生を抑えることが好ましい。

本発明の第１２のズームレンズは、第１０、第１１のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。

（７） ０．７５＜Ｄ_12T／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜１．３０
ただし、Ｄ_12Tは第１レンズ群と第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Wは第２レンズ群と第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Tは第２レンズ群と第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
である。

以下に本発明１２のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

また、第１レンズ群を上述の接合レンズとする場合、単レンズで構成する場合と比べて収差の発生を抑えることに有利となる。このため、望遠側では第２レンズ群との距離を適度に確保して、入射瞳を大きくして明るさの確保を行うことが好ましい。

条件式（７）の下限を下回らないようにして、望遠側での第１レンズ群、第２レンズ群間隔を適度に確保して明るさを確保することが好ましい。

条件式（７）の上限を上回らないようにして、第３レンズ群による変倍機能を待たせつつ望遠側での第１レンズ群、第２レンズ群間隔の長さを抑えて全長を抑えることが好ましい。

本発明の第１３のズームレンズは、第１２のズームレンズにおいて、以下の条件を満足することを特徴とする。

（８） ０．７０＜（Ｄ_12T−Ｄ_12W）／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜１．１０
ただし、Ｄ_12Wは第１レンズ群と第２レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_12Tは第１レンズ群と第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Wは第２レンズ群と第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
Ｄ_23Tは第２レンズ群と第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
である。

以下に本発明の第１３のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

さらには、第２レンズ群へ変倍負担を持たせて、変倍比の確保等を行うことが好ましい。このため、条件式（８）は、第１レンズ群、第２レンズ群の間の軸上間隔の長さの変化量と第２レンズ群、第３レンズ群の間の軸上間隔の長さの変化量との比を規定するものである。

条件式（８）の下限を下回らないようにし、また、条件式（８）の上限を上回らないようにして、第１、第２レンズ群間隔と第２、第３レンズ群間隔とのそれぞれの変化量の差を抑えることで、変倍比の確保、収差変動の抑制等の点でより好ましい。

本発明の第１４のズームレンズは、第１〜第１３のズームレンズにおいて、第３レンズ群が以下の条件式を満足することを特徴とする。

（９） ０．８＜ｆ₃／ｆ_w＜３
ただし、ｆ₃は第３レンズ群の焦点距離、
ｆ_wは広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
である。

以下に本発明の第１４のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（９）は、物体側から順に正・負・正・負の屈折力のレンズ群を配置したズームレンズにおいて、各レンズ群の収差補正負担を小さく抑えやすくし、且つ、ズームレンズの全系をコンパクトにするための条件である。

条件式（９）の下限を下回らないようにして、第３レンズ群の屈折力を強くし過ぎないようにすることが好ましい。これにより、第３レンズ群での収差を抑えやすくなる。また、第２レンズ群、第４レンズ群の負の屈折力も抑えやすくなり、収差補正上好ましい。

条件式（９）の上限を上回らないようにして第３レンズ群の屈折力を確保し、第３レンズ群の変倍負担を確保することが好ましい。また、第３レンズ群の正の屈折力を確保することで、第４レンズ群の負の屈折力の維持にも有効であり、第４レンズ群による軸外色収差補正の機能の維持にも有効となる。

本発明の第１５のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群とからなる。そして、広角端から望遠端へのズーミング時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が変化し、且つ、第１レンズ群から第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動する。

さらに、ズーミング時に第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有している。これらは、第１のズームレンズで上述した共通の構成と同じである。そして、第３レンズ群が以下の条件式を満足することを特徴とする。

（１０） １＜ｆ₃／ｆ_W＜２
ただし、ｆ₃は第３レンズ群の焦点距離、
ｆ_Wは広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
である。

以下に本発明の第１５のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１のズームレンズで上述した共通の構成において、さらに、条件式（１０）を満足するものである。

条件式（１０）は、上述の条件式（９）（０．８＜ｆ₃／ｆ_W＜３）の上限値、及び下限値をより限定したものである。これにより、全体の収差バランスと小型化のバランスを取りやすくなる。

条件式（１０）の下限を下回らないようにして、第３レンズ群の屈折力を強くし過ぎないようにすることが好ましい。第３レンズ群での収差を抑えやすくなる。また、第２レンズ群、第４レンズ群の負の屈折力も抑えやすくなり、収差補正上好ましい。

条件式（１０）の上限を上回らないようにして第３レンズ群の屈折力を確保し、第３レンズ群の変倍負担を確保することが好ましい。また、第３レンズ群の正の屈折力を確保することで、第４レンズ群の負の屈折力の維持にも有効であり、第４レンズ群による軸外色収差補正の機能の維持にも有効となる。

本発明の第１６のズームレンズは、第１〜第１５のズームレンズにおいて、第１レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする。

（１１） ３＜ｆ₁／ｆ_w＜２０
ただし、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離、
ｆ_wは広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
である。

以下に本発明の第１６のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（１１）の下限を下回らないようにして第１レンズ群での屈折力を抑えることが好ましい。これにより、収差発生量を抑えられ、第１レンズ群の構成枚数を低減できる等、構成を簡略化でき好ましい。また、第１レンズ群の広角側での第１レンズ群、第２レンズ群の合成屈折力を負屈折力にしやすくなり、ズームレンズ全体として広角側でレトロフォーカスタイプの構成にでき、画角の確保に有利となる。

条件式（１１）の上限を上回らないようにして第１レンズ群の屈折力を適度に確保することが好ましい。これにより、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔の変更によるに変倍効果を確保しやすくなり、第３レンズ群とともに変倍負担を分担することで、第２レンズ群に続くレンズ群の構成を簡略化でき好ましい。

本発明の第１７のズームレンズは、第１〜第１６のズームレンズにおいて、第３レンズ群が広角端での位置に対し望遠端にて物体側に位置し、且つ、以下の条件を満足することを特徴とする。

（１２） ０．５＜Ｘ₃／ｆ_w＜２．０
ただし、Ｘ₃は第３レンズ群の広角端から望遠端までの変位量、
ｆ_wは広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
である。

以下に本発明の第１７のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（１２）の下限を下回らないようにして第３レンズ群を移動させ、第３レンズ群での変倍機能を確保することが好ましい。

条件式（１２）の上限を上回らないようにして第３レンズ群の移動を適度に制限し、変倍における射出瞳位置の変動を抑えることが好ましい。

本発明の第１８のズームレンズは、第１〜第１７のズームレンズにおいて、第２レンズ群が、物体側からみて負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、以下の条件を満足することを特徴とする。

（１３） １．８５＜Ｎ_2p
（１４） １．７４＜Ｎ_2N
ただし、Ｎ_2pは第２レンズ群中の正レンズのｄ線での屈折率、
Ｎ_2Nは第２レンズ群中の負レンズのｄ線での屈折率、
である。

以下に本発明の第１８のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第２レンズ群を物体側からみて負レンズと正レンズの順で配置することで、少ない枚数で第２レンズ群内での色収差補正が良好にできる。また、主点位置を物体側よりに配置でき、入射瞳位置（ズームレンズの入射面から入射瞳までの距離）を小さくして、第１レンズ群のレンズの外径を小さくできる。この時、２枚のレンズのパワーを強くすると主点の調節による効果がより大きくなるが、このレンズ群の収差を抑えるため、条件式（１３）、（１４）を満足することが望ましい。

条件式（１３）、（１４）を満足することにより、第２レンズ群内の負レンズの負の屈折力と正レンズの正の屈折力を大きくしても、各レンズ面の曲率が大きくなることを抑えられる。また、少ないレンズ枚数の構成で、第２レンズ群自体の構成長を短くでき、且つ第１レンズ群、第２レンズ群の外径も小さくできる。

本発明の第１９のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群とからなる。そして、広角端から望遠端へのズーミング時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が変化し、且つ、第１レンズ群から第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動する。さらに、ズーミング時に第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有している。これらは、第１のズームレンズで上述した共通の構成と同じである。

そして、第２レンズ群が、物体側からみて負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、以下の条件を満足する。

（１３） １．８５＜Ｎ_2p
（１４） １．７４＜Ｎ_2N
ただし、Ｎ_2pは第２レンズ群中の正レンズのｄ線での屈折率、
Ｎ_2Nは第２レンズ群中の負レンズのｄ線での屈折率、
である。

以下に本発明の第１９のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１のズームレンズで上述した共通の構成において、さらに、第２レンズ群の構成に着目したものである。

上述したように、第２レンズ群を物体側からみて負レンズと正レンズの順で配置することで、少ない枚数で第２レンズ群内での色収差補正が良好にできる。また、主点位置を物体側よりに配置でき、入射瞳位置（ズームレンズの入射面から入射瞳までの距離）を小さくして、第１レンズ群のレンズの外径を小さくできる。この時、２枚のレンズのパワーを強くすると主点の調節による効果がより大きくなるが、このレンズ群の収差を抑えるため、条件式（１３）、（１４）を満足することが望ましい。

条件式（１３）、（１４）を満足することにより、第２レンズ群内の負レンズの負の屈折力と正レンズの正の屈折力を大きくしても、各レンズ面の曲率が大きくなることを抑えられ、少ないレンズ枚数の構成で、第２レンズ群自体の構成長を短くでき、且つ第１レンズ群、第２レンズ群の外径も小さくできる。

本発明の第２０のズームレンズは、第４、第１５、第１９のズームレンズにおいて、第１レンズ群が１枚の正レンズからなり、第２レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とする。

以下に本発明の第２０のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

性能を保ちつつズームレンズを構成するレンズ枚数の低減のための構成である。これにより、レンズ枚数をバランスよく低減でき、沈胴時の小型化にも有利となる。

本発明の第２１のズームレンズは、第１、第１５、第１９のズームレンズにおいて、第１レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、第２レンズ群が、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とする。

以下に本発明の第２１のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

これにより、レンズ枚数をバランスよく低減でき、沈胴時の小型化にも有利となる。

本発明の第２２のズームレンズは、第１〜第２１のズームレンズにおいて、第３レンズ群が、物体側からみて、正レンズと、負レンズと、正レンズとの順で配置された３枚のレンズからなることを特徴とする。

以下に本発明の第２２のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第３レンズ群を明るさ絞りと一体移動とすることで、この第３レンズ群への光線の入射高が低くなる。第３レンズ群を上述のレンズ構成とすることで、小型ながら収差の発生も抑えやすく、変倍負担を持たせやすくなる。

本発明の第２３のズームレンズは、第１〜第２２のズームレンズにおいて、明るさ絞りが、第３レンズ群の物体側直前に配置されていることを特徴とする。

以下に本発明の第２３のズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

射出瞳を像面から離すことに有利となる。また、第１レンズ群、２レンズ群へ入射する軸外光線の入射高を抑えやすくなり、外径の小型化にも有利となる。

本発明の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する電子撮像素子を有し、ズームレンズが第１〜第２３の少なくとも何れか１つに記載のズームレンズであることを特徴とする。

以下に本発明の撮像装置において上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明のズームレンズの構成は、射出瞳を像面から離す構成に向いている。このため、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する電子撮像素子を備えた撮像装置に用いることが好ましい。

また、上述の各条件式の下限値、上限値について、以下のようにすることがより好ましい。

条件式（１）について、下限値を−１．７、さらには、−１．５５とすると、収差補正上の観点でより好ましい。

また、上限値を−０．３、さらには、−０．５とすると、収差補正上の観点でより好ましい。

また、第１レンズ群が単レンズのとき、条件式（２）について、下限値を−１．３とすると、収差補正上の観点でより好ましい。

また、上限値を−０．０５とすると、収差補正上の観点でより好ましい。

また、条件式（３）について、下限値を７５．０とすると、収差補正上の観点でより好ましい。

また、上限値を９０．０とすると、コスト、小型化の観点でより好ましい。

また、条件式（４）について、下限値を０．１９とすると、望遠側での全長短縮の観点でより好ましい。

また、上限値を０．６５とすると、収差バランスの観点でより好ましい。

また、条件式（５）について、下限値を０．０５とすると、変倍負担の観点でより好ましい。

また、上限値を０．４０とすると、収差バランスの観点でより好ましい。

また、条件式（６）について、第１レンズ群が接合レンズのとき、下限値を−１．０とすると、収差補正の観点でより好ましい。

また、上限値を−０．４とすると、収差補正の観点でより好ましい。

また、条件式（７）について、下限値を０．８０とすると、明るさ確保の観点でより好ましい。

また、上限値を１．２０とすると、小型化の観点でより好ましい。

また、条件式（８）について、下限値を０．８５とすると、収差バランスの観点でより好ましい。

また、上限値を１．０５とすると、収差バランスの観点でより好ましい。

また、条件式（９）について、さらに、
１＜ｆ₃／ｆ_w＜２
としても、収差補正の観点でより好ましい。

さらには、条件式（９）、（１０）において、下限値を１．０５とすると、収差補正の観点でより好ましい。

また、上限値を１．５とすると、収差補正の観点でより好ましい。

また、条件式（１１）について、下限値を３．５、さらには４．０とすると、収差補正と広角側での小型化の観点でより好ましい。

また、上限値を１５、さらには１２とすると、変倍機能の確保の観点でより好ましい。

また、条件式（１２）について、下限値を０．８、さらには１．１とすると、変倍機能確保の観点でより好ましい。

また、上限値を１．８、さらには１．６とすると、射出瞳位置の変動の観点でより好ましい。

また、条件式（１３）について、下限値を１．９０とすると、収差補正や小型化の観点でより好ましく、また、条件式（１４）について、下限値を１．８０とすると同じく収差補正や小型化の観点でより好ましい。

また、材料の入手のし易さを考慮して、条件式（１３）、（１４）に上限値２．３を設けてこれを超えないようにすることが好ましい。

なお、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。

本発明によれば、ズームレンズ内のレンズ配置の見直しにより、レンズ構成を簡略にできるズームレンズを提供できる。また、ズームレンズを沈胴収納する構成とした際に、沈胴時のコンパクト化にも有利なズームレンズを提供できる。

さらに、本発明によれば、広角端での画角を広くしても第１レンズの外径を抑えやすいズームレンズを提供できる。加えて、収差補正と沈胴時のコンパクト化の両立に有利なズームレンズを提供できる。

また、本発明によれば、上述の効果の複数を同時に満たすズームレンズを提供できる。さらに、このズームレンズを備え、撮像面への光束の入射角度がある程度垂直に近いことが要求される電子撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置を提供できる。

以下に、本発明に係るズームレンズ、撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。図１〜図３中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、開口絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動したあと移動方向が反転して物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側に移動したあと移動方向が反転して物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は第１両凸正レンズから構成される。第２レンズ群は第２両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた第３正メニスカスレンズとで構成される。第３レンズ群は第４両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた第５負メニスカスレンズと、第６両凸正レンズとで構成される。また、第５負メニスカスレンズと第６両凸正レンズとが接合されている。第４レンズ群は光軸上では両凹形状であり、周辺では両面が物体側に傾いた形状の第７負レンズで構成されている。

非球面は、第２両凹負レンズの像側の面と、第４両凸正レンズの物体側の面と、第７負メニスカスレンズの両面との４面に用いている。

実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動したあと移動方向が反転して物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側に移動したあと移動方向が反転して物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けた第１正メニスカスレンズから構成される。第２レンズ群Ｇ２は第２両凹負レンズ、物体側に凸を向けた第３正メニスカスレンズとで構成される。第３レンズ群Ｇ３は第４両凸正レンズ、物体側に凸を向けた第５負メニスカスレンズ、物体側に凸を向けた第６正メニスカスレンズで構成される。また第５負メニスカスレンズと、第６正メニスカスレンズとが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は像側に凸を向けた第７負メニスカスレンズで構成されている。

非球面は、第２両凹負レンズの像側の面と、第４両凸正レンズの両面と、第７負メニスカスレンズの両面との５面に用いている。

実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４を配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸を向けた第１負メニスカスレンズと、第２両凸正レンズとから構成される。また、第１負メニスカスレンズと、第２両凸正レンズが接合されている。第２レンズ群Ｇ２は第３両凹負レンズと、物体側に凸を向けた第４正メニスカスレンズとで構成される。第３レンズ群Ｇ３は第５両凸正レンズと、物体側に凸を向けた第６負メニスカスレンズと、物体側に凸を向けた第７正メニスカスレンズとで構成される。また第６負メニスカスレンズと、第７正メニスカスレンズとが接合されている。第４レンズ群Ｇ４は像側に凸を向けた第８負メニスカスレンズで構成されている。

非球面は、第３両凹負レンズの像側の面と、第５両凸正レンズの両面と、第８負メニスカスレンズの両面との５面に用いている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ² ／Ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／Ｒ）² ｝^1/2 ］
＋Ａ₄ ｙ⁴ ＋Ａ₆ ｙ⁶ ＋Ａ₈ ｙ⁸ ＋Ａ₁₀ｙ¹⁰＋Ａ₁₂ｙ¹²
ただし、Ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ 、Ａ₁₀、Ａ₁₂はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

実施例１
ｒ₁ = 63.791 ｄ₁ = 2.00 ｎ_d1 = 1.49700 ν_d1 = 81.54
ｒ₂ = -79.329 ｄ₂ = （可変）
ｒ₃ = -27.447 ｄ₃ = 1.00 ｎ_d2 = 1.88300 ν_d2 = 40.76
ｒ₄ = 6.354 （非球面） ｄ₄ = 2.00
ｒ₅ = 12.933 ｄ₅ = 1.28 ｎ_d3 = 1.92286 ν_d3 = 20.88
ｒ₆ = 56.865 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.00
ｒ₈ = 5.673 （非球面） ｄ₈ = 1.66 ｎ_d4 = 1.49700 ν_d4 = 81.54
ｒ₉ = -96.181 ｄ₉ = 0.10
ｒ₁₀= 13.906 ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 = 2.00069 ν_d5 = 25.46
ｒ₁₁= 6.516 ｄ₁₁= 1.92 ｎ_d6 = 1.52249 ν_d6 = 59.84
ｒ₁₂= -14.038 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= -11.085 （非球面） ｄ₁₃= 1.00 ｎ_d7 = 1.69350 ν_d7 = 53.21
ｒ₁₄= 56.661 （非球面） ｄ₁₄= （可変）
ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.86 ｎ_d8 = 1.53996 ν_d8 = 59.45
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.27
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.50 ｎ_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.60
ｒ₁₉= ∞(撮像面)

非球面係数
第４面
Ｒ = 6.354
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -4.04350e-04
Ａ₆ = -7.39240e-06
Ａ₈ = 1.68022e-07
Ａ₁₀= -2.57246e-08

第８面
Ｒ = 5.673
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -8.82642e-04
Ａ₆ = -2.38183e-05
Ａ₈ = 1.33282e-06

第１３面
Ｒ = -11.085
Ｋ = -79.924
Ａ₄ = -1.73180e-02
Ａ₆ = 1.99882e-03
Ａ₈ = -3.04575e-04
Ａ₁₀= 1.82465e-05

第１４面
Ｒ = 56.661
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -8.50397e-03
Ａ₆ = 7.36188e-04
Ａ₈ = -7.27057e-05
Ａ₁₀= 3.35198e-06

ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ（mm） 6.77 11.62 19.78
Ｆ_NO 3.15 4.18 5.90
２ω（゜） 61.39 36.33 21.69
ｄ₂ 1.43 1.60 1.98
ｄ₆ 9.80 3.90 0.54
ｄ₁₂ 7.10 7.42 7.72
ｄ₁₄ 0.99 3.60 8.07

実施例２

ｒ₁ = 17.307 ｄ₁ = 2.10 ｎ_d1 = 1.49700 ν_d1 = 81.54
ｒ₂ = 707.741 ｄ₂ = （可変）
ｒ₃ = -30.387 ｄ₃ = 1.00 ｎ_d2 = 1.80610 ν_d2 = 40.92
ｒ₄ = 5.676 （非球面） ｄ₄ = 3.33
ｒ₅ = 13.512 ｄ₅ = 1.50 ｎ_d3 = 1.92286 ν_d3 = 20.88
ｒ₆ = 32.467 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = ∞(絞り) ｄ₇ = 0.00
ｒ₈ = 5.515 （非球面） ｄ₈ = 2.60 ｎ_d4 = 1.49700 ν_d4 = 81.54
ｒ₉ = -104.444 （非球面） ｄ₉ = 0.10
ｒ₁₀= 6.348 ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 = 2.00069 ν_d5 = 25.46
ｒ₁₁= 4.030 ｄ₁₁= 2.73 ｎ_d6 = 1.56384 ν_d6 = 60.67
ｒ₁₂= 13.420 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= -4.071 （非球面） ｄ₁₃= 1.00 ｎ_d7 = 1.48749 ν_d7 = 70.41
ｒ₁₄= -19.326 （非球面） ｄ₁₄= （可変）
ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.86 ｎ_d8 = 1.53996 ν_d8 = 59.45
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.27
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.50 ｎ_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.60
ｒ₁₉= ∞(撮像面)

非球面係数
第４面
Ｒ = 5.676
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -5.30650e-04
Ａ₆ = -1.94598e-05
Ａ₈ = 4.18498e-07
Ａ₁₀= -2.70943e-08

第８面
Ｒ = 5.515
Ｋ = -0.057
Ａ₄ = -4.57613e-04
Ａ₆ = -2.98302e-06
Ａ₈ = -1.04928e-06

第９面
Ｒ = -104.444
Ｋ = -246.372
Ａ₄ = -2.44514e-05
Ａ₆ = 1.42024e-05
Ａ₈ = -2.23737e-06
Ａ₁₀= 6.04441e-08

第１３面
Ｒ = -4.071
Ｋ = -6.840
Ａ₄ = -2.07073e-02
Ａ₆ = 1.75500e-03
Ａ₈ = -2.53861e-04
Ａ₁₀= 2.15310e-05

第１４面
Ｒ = -19.326
Ｋ = 7.392
Ａ₄ = -4.71194e-03
Ａ₆ = 4.74756e-04
Ａ₈ = -2.94259e-05
Ａ₁₀= 1.92302e-06

ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ（mm） 6.77 14.94 32.91
Ｆ_NO 2.80 4.05 6.11
２ω（゜） 61.42 28.04 13.00
ｄ₂ 1.00 4.21 8.28
ｄ₆ 14.22 5.51 0.70
ｄ₁₂ 4.38 4.45 4.50
ｄ₁₄ 2.04 5.97 12.44

実施例３

ｒ₁ = 18.872 ｄ₁ = 0.86 ｎ_d1 = 1.84666 ν_d1= 23.78
ｒ₂ = 14.903 ｄ₂ = 2.46 ｎ_d2 = 1.49700 ν_d2= 81.54
ｒ₃ = -178.548 ｄ₃ = （可変）
ｒ₄ = -18.365 ｄ₄ = 1.00 ｎ_d3 = 1.80610 ν_d3= 40.92
ｒ₅ = 5.839（非球面） ｄ₅ = 1.71
ｒ₆ = 11.404 ｄ₆ = 1.50 ｎ_d4 = 1.92286 ν_d4= 20.88
ｒ₇ = 40.773 ｄ₇ = （可変）
ｒ₈ = ∞(絞り) ｄ₈ = 0.00
ｒ₉ = 5.455（非球面） ｄ₉ = 2.60 ｎ_d5 = 1.49700 ν_d5= 81.54
ｒ₁₀= -379.928（非球面） ｄ₁₀= 0.10
ｒ₁₁= 5.299 ｄ₁₁= 0.50 ｎ_d6 = 2.00069 ν_d6= 25.46
ｒ₁₂= 3.532 ｄ₁₂= 2.20 ｎ_d7 = 1.56384 ν_d7= 60.67
ｒ₁₃= 13.169 ｄ₁₃= （可変）
ｒ₁₄= -6.157（非球面） ｄ₁₄= 1.00 ｎ_d8 = 1.62238 ν_d8= 59.93
ｒ₁₅= -57.851（非球面） ｄ₁₅= （可変）
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.86 ｎ_d9 = 1.53996 ν_d9= 59.45
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.27
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.50 ｎ_d10= 1.51633 ν_d10= 64.14
ｒ₁₉= ∞ ｄ₁₉= 0.60
ｒ₂₀= ∞(撮像面)

非球面係数
第５面
Ｒ = 5.839
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -5.77659e-04
Ａ₆ = -1.40172e-05
Ａ₈ = 4.32513e-08
Ａ₁₀= -1.48730e-08

第９面
Ｒ = 5.455
Ｋ = -0.041
Ａ₄ = -4.30102e-04
Ａ₆ = -4.52676e-06
Ａ₈ = -1.24567e-06

第１０面
Ｒ = -379.928
Ｋ = -33429.284
Ａ₄ = -3.36864e-06
Ａ₆ = 9.92967e-06
Ａ₈ = -2.26508e-06
Ａ₁₀= 5.65164e-08

第１４面
Ｒ = -6.157
Ｋ = -19.271
Ａ₄ = -1.96367e-02
Ａ₆ = 1.63220e-03
Ａ₈ = -2.16157e-04
Ａ₁₀= 1.55737e-05

第１５面
Ｒ = -57.851
Ｋ = 160.263
Ａ₄ = -6.02585e-03
Ａ₆ = 4.51098e-04
Ａ₈ = -1.49008e-05
Ａ₁₀= 5.22561e-07

ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ（mm） 6.78 14.94 32.88
Ｆ_NO 2.80 3.70 5.29
２ω（゜） 63.82 27.61 12.85
ｄ₃ 1.09 7.76 12.53
ｄ₇ 12.84 5.62 0.70
ｄ₁₃ 3.98 4.03 4.09
ｄ₁₅ 1.98 4.71 9.53

以上の実施例１〜３の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図４〜図６に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。

次に、各実施例における条件式（１）〜（１３）の値、ｆ₁、ｆ₃の値を掲げる。

条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
（１） -0.673 -1.534 -1.238
（２） -0.109 -1.050 −
（３） 81.54 81.54 −
（４）、（７） 0.214 0.609 1.032
（５）、（８） 0.059 0.535 0.942
（６） − − -0.809
（９）、（１０） 1.22 1.24 1.13
（１１） 10.56 5.26 6.01
（１２） 1.14 1.55 1.13
（１３） 1.92286 1.92286 1.92286
（１４） 1.88300 1.80610 1.80610
ｆ₁ 71.47 35.66 40.79
ｆ₃ 8.25 8.40 7.67

図７〜図９は、以上のようなズームレンズを撮影光学系１４１に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図７はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図８は同後方正面図、図９はデジタルカメラ１４０の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図７と図９においては、撮影光学系１４１の非沈胴時を示している。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッターボタン１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７、焦点距離変更ボタン１６１、設定変更スイッチ１６２等を含み、撮影光学系１４１の沈胴時には、カバー１６０をスライドすることにより、撮影光学系１４１とファインダー光学系１４３とフラッシュ１４６はそのカバー１６０で覆われる。そして、カバー１６０を開いてカメラ１４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系１４１は図９の非沈胴状態になり、カメラ１４０の上部に配置されたシャッターボタン１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば実施例１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１４１によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルタＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。ファインダー用対物光学系１５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と２つのプリズムからなり、撮影光学系１４１のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系１５３によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム１５５の視野枠１５７上に形成される。この正立プリズム１５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系１５９が配置されている。なお、接眼光学系１５９の射出側にカバー部材１５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が本発明により、沈胴時に厚みを極めて薄く、高変倍で全変倍域で結像性能を極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。

また、上述の各発明のいずれかに追加して以下の何れかの構成を同時に満足することが好ましい。

（構成１）
物体側から順に、
正の屈折力の第１レンズ群と、
負の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
負の屈折力の第４レンズ群とを有し、
広角端から望遠端へのズーミング時に各レンズ群の間の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第４レンズ群は１枚の負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。

（構成２）
物体側から順に、
正の屈折力の第１レンズ群と、
負の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
負の屈折力の第４レンズ群とを有し、
広角端から望遠端へのズーミング時に各レンズ群の間の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第４レンズ群は１枚の負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。

（構成３）
物体側から順に、
正の屈折力の第１レンズ群と、
負の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
負の屈折力の第４レンズ群とを有し、
広角端から望遠端へのズーミング時に各レンズ群の間の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第３レンズ群は、物体側からみて、正レンズ、負レンズ、正レンズの順で配置された３枚のレンズからなり、
前記第４レンズ群は１枚の負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。

（構成４）
物体側から順に、
正の屈折力の第１レンズ群と、
負の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
負の屈折力の第４レンズ群とを有し、
広角端から望遠端へのズーミング時に各レンズ群の間の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
前記第３レンズ群は、物体側からみて、正レンズ、負レンズ、正レンズの順で配置された３枚のレンズからなり、
前記第４レンズ群は１枚の負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。

本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例２の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図７のデジタルカメラの後方斜視図である。 図７のデジタルカメラの断面図である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッターボタン
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…正立プリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
１６０…カバー
１６１…焦点距離変更ボタン
１６２…設定変更スイッチ

Claims (24)

1. 物体側から順に、
   正の屈折力の第１レンズ群と、
   負の屈折力の第２レンズ群と、
   正の屈折力の第３レンズ群と、
   負の屈折力の第４レンズ群とからなり、
   広角端から望遠端へのズーミング時に、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が広がり、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が狭まり、
   前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間の間隔が変化し、
   且つ、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動し、
   さらに、前記ズーミング時に前記第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
   前記第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第４レンズ群の前記負レンズは、物体側の屈折面及び像側の屈折面が軸外にて物体側に傾いた面形状を有し、
   以下の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。
   （１） −２．０＜（ＲＬ_41F＋ＲＬ_41R）／（ＲＬ_41F−ＲＬ_41R）＜−０．１
   ただし、ＲＬ_41Fは前記第４レンズ群の前記負レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
   ＲＬ_41Rは前記第４レンズ群の前記負レンズの像側の面の近軸曲率半径、
   である。
3. 前記第４レンズ群の物体側面及び像側面の双方を非球面とした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。
4. 物体側から順に、
   正の屈折力の第１レンズ群と、
   負の屈折力の第２レンズ群と、
   正の屈折力の第３レンズ群と、
   負の屈折力の第４レンズ群とからなり、
   広角端から望遠端へのズーミング時に、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が広がり、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が狭まり、
   前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間の間隔が変化し、
   且つ、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動し、
   さらに、前記ズーミング時に前記第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
   前記第１レンズ群が１枚の正レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
   （２） −１．５＜（ＲＬ_11F＋ＲＬ_11R）／（ＲＬ_11F‐ＲＬ_11R）＜０
   ただし、ＲＬ_11Fは前記第１レンズ群の前記正レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
   ＲＬ_11Rは前記第１レンズ群の前記正レンズの像側の面の近軸曲率半径、
   である。
6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４または５に記載のズームレンズ。
   （３） ６２．０＜ν_L11＜９５．０
   ただし、ν_L11は前記第１レンズ群の前記正レンズのアッベ数である。
7. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４、５または６に記載のズームレンズ。
   （４） ０．１５＜D_12T／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜０．７０
   ただし、Ｄ_12Tは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
   Ｄ_23Wは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
   Ｄ_23Tは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
   である。
8. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
   （５） ０．０３＜（Ｄ_12T−Ｄ_12W）／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜０．６０
   ただし、Ｄ_12Wは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
   Ｄ_12Tは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
   Ｄ_23Wは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
   Ｄ_23Tは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
   である。
9. 前記第１レンズ群が１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
10. 前記第１レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された１つの接合レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
11. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
    （６） −１．５＜（ＲＬ_ceF＋ＲＬ_ceR）／（ＲＬ_ceF‐ＲＬ_ceR）＜０
    ただし、ＲＬ_ceFは前記第１レンズ群の前記接合レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
    ＲＬ_ceRは前記第１レンズ群の前記接合レンズの像側の面の近軸曲率半径、
    である。
12. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１０または１１に記載のズームレンズ。
    （７） ０．７５＜Ｄ_12T／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜１．３０
    ただし、Ｄ_12Tは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
    Ｄ_23Wは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
    Ｄ_23Tは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
    である。
13. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１２に記載のズームレンズ。
    （８） ０．７０＜（Ｄ_12T−Ｄ_12W）／（Ｄ_23W−Ｄ_23T）＜１．１０
    ただし、Ｄ_12Wは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
    Ｄ_12Tは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
    Ｄ_23Wは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との広角端での軸上間隔の長さ、
    Ｄ_23Tは前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との望遠端での軸上間隔の長さ、
    である。
14. 前記第３レンズ群が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から１３の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
    （９） ０．８＜ｆ₃／ｆ_w＜３
    ただし、ｆ₃は前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆ_wは広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
    である。
15. 物体側から順に、
    正の屈折力の第１レンズ群と、
    負の屈折力の第２レンズ群と、
    正の屈折力の第３レンズ群と、
    負の屈折力の第４レンズ群とからなり、
    広角端から望遠端へのズーミング時に、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が広がり、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が狭まり、
    前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間の間隔が変化し、
    且つ、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動し、
    さらに、前記ズーミング時に前記第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
    前記第３レンズ群が以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    （１０） １＜ｆ₃／ｆ_w＜２
    ただし、ｆ₃は前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆ_wは広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
    である。
16. 前記第１レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１５の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
    （１１） ３＜ｆ₁／ｆ_w＜２０
    ただし、ｆ₁は前記第１レンズ群の焦点距離、
    ｆ_wは広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
    である。
17. 前記第３レンズ群が広角端での位置に対し望遠端にて物体側に位置し、
    且つ、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１６の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
    （１２） ０．５＜Ｘ₃／ｆ_w＜２．０
    ただし、Ｘ₃は前記第３レンズ群の広角端から望遠端までの変位量、
    ｆ_wは広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
    である。
18. 前記第２レンズ群が、物体側からみて負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１７の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
    （１３） １．８５＜Ｎ_2p
    （１４） １．７４＜Ｎ_2N
    ただし、Ｎ_2pは前記第２レンズ群中の前記正レンズのｄ線での屈折率、
    Ｎ_2Nは前記第２レンズ群中の前記負レンズのｄ線での屈折率、
    である。
19. 物体側から順に、
    正の屈折力の第１レンズ群と、
    負の屈折力の第２レンズ群と、
    正の屈折力の第３レンズ群と、
    負の屈折力の第４レンズ群とからなり、
    広角端から望遠端へのズーミング時に、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が広がり、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が狭まり、
    前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間の間隔が変化し、
    且つ、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群の全てのレンズ群が光軸に沿って移動し、
    さらに、前記ズーミング時に前記第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
    前記第２レンズ群が、物体側からみて負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、
    以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
    （１３） １．８５＜Ｎ_2p
    （１４） １．７４＜Ｎ_2N
    ただし、Ｎ_2pは前記第２レンズ群中の前記正レンズのｄ線での屈折率、
    Ｎ_2Nは前記第２レンズ群中の前記負レンズのｄ線での屈折率、
    である。
20. 前記第１レンズ群が１枚の正レンズからなり、
    前記第２レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、
    前記第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とする請求項４、１５または１９に記載のズームレンズ。
21. 前記第１レンズ群が、物体側からみて、負レンズと、正レンズとの順で配置された２枚のレンズからなり、
    前記第２レンズ群が、物体側からみて、負レンズ、正レンズの順で配置された２枚のレンズからなり、
    前記第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とする請求項１、１５または１９に記載のズームレンズ。
22. 前記第３レンズ群が、物体側からみて、正レンズと、負レンズと、正レンズとの順で配置された３枚のレンズからなることを特徴とする請求項１から２１の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
23. 前記明るさ絞りが、前記第３レンズ群の物体側直前に配置されていることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズ。
24. ズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する電子撮像素子を有し、
    前記ズームレンズが請求項１から２３の少なくとも何れか１項に記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
    
    

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