JP2008256977A - ズームレンズ、光学機器、および結像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】広画角でありながら小型で高い結像性能を得ることができるズームレンズを提供する。
【解決手段】本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ複数のレンズ群Ｇ１〜Ｇ４を備えて構成されたズームレンズＺＬにおいて、複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子Ｐおよび、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された複数のレンズ成分Ｌ１１，Ｌ１２を有して構成されており、この複数のレンズ成分Ｌ１，Ｌ２は、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含んでいる。
【選択図】図４

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等の光学機器に用いられるズームレンズに関する。

デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器は、ズームレンズの搭載が一般的であり、好適なズームレンズが数多く提案されている（例えば、特許文献１を参照）。今日では、デジタルスチルカメラ等の光学機器において携帯性が非常に重視されるようになり、カメラ本体の小型化、薄型化、軽量化のため、撮影レンズであるズームレンズの小型化および軽量化が図られている。その中で、レンズ系の一部に光路を約９０度折り曲げることが可能な光学素子を備えたズームレンズが考案されている。このようなズームレンズを搭載することで、格納状態から使用状態へ移行する際に、カメラ本体より突出することがなく、使用状態においても携帯性に優れている。また、カメラの小型化、薄型化に大きく寄与している。

ところで、光路を約９０度折り曲げることが可能な光学素子を備えたズームレンズの多くは、小型化、薄型化が優先されたため、広角端状態での焦点距離が大きく、広画角化が疎かになっていた。そのためユーザーは、より広い範囲を撮影したり、被写体により近付いてパースペクティブの効果を得たりすることができなかった。なお、光路を折り曲げ可能な従来のズームレンズには、物体側から順に並んだ複数のレンズ群を備えて構成され、当該複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群に、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子と、光路折り曲げ素子よりも物体側に配置された複数のレンズ成分が設けられているものがある。
特開２００６−１７１４９２号公報

しかしながら、このような従来のズームレンズにおいては、光路折り曲げ素子よりも物体側に配置されたレンズ成分を大型化しなければ、画角を広くすることができず、広角端での撮影が制限されてしまうという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、広画角でありながら小型で高い結像性能を得ることができるズームレンズ、光学機器、および結像方法を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ複数のレンズ群を備えて構成されたズームレンズにおいて、前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子および、前記光路折り曲げ素子よりも物体側に配置された複数のレンズ成分を有して構成されており、前記複数のレンズ成分は、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含んでいる。

なお、上述の発明において、前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１としたとき、次式
ｎｄ１＞１．９０
の条件を満足するとともに、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次式
ｎｄ２＞１．９０
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ成分が２枚のレンズであることが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１とし、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次式
０．７＜ｎｄ１／ｎｄ２＜１．１
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１としたとき、次式
νｄ１＜５０
の条件を満足するとともに、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次式
νｄ２＜５０
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１とし、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次式
０．４＜νｄ１／νｄ２＜１．３
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記光路折り曲げ素子はプリズムであり、前記第１レンズ群における最も物体側の面から前記プリズムまでの光軸上の距離をＬ１とし、前記プリズムの光軸上の距離をＬｐとしたとき、次式
Ｌ１／Ｌｐ＜１．０
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記複数のレンズ群のうち前記第１レンズ群の像側に並ぶ第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
１．９＜ｆ１／（−ｆ２）＜２．５
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ群のうち前記第１レンズ群の像側に並ぶ第２レンズ群は負の屈折率を有しており、広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離をｆｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
１．２＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．８
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記光路折り曲げ素子はプリズムであり、前記プリズムのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとしたとき、次式
ｎｄｐ＞１．８０
の条件を満足することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前記第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから構成されることが好ましい。

また、上述の発明において、前記第２レンズ群が負の屈折力を有し、前記第３レンズ群が正の屈折力を有し、前記第４レンズ群が正の屈折力を有していることが好ましい。

また、上述の発明において、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、前記第２レンズ群および前記第４レンズ群は、前記広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することが好ましい。

また、上述の発明において、前記複数のレンズ成分が物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを有して構成されることが好ましい。

また、上述の発明において、前記第１レンズ群が前記光路折り曲げ素子よりも像側に配置された正レンズを有して構成されることが好ましい。

また、上述の発明において、前記第１レンズ群が非球面のレンズ成分を有して構成されることが好ましい。

また、上述の発明において、広角端状態における画角が７５度以上であることが好ましい。

また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器において、前記ズームレンズが本発明に係るズームレンズであることを特徴とする。

また、本発明に係る結像方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ複数のレンズ群を備えたズームレンズを用いて、前記物体の像を所定の面上に結像させる結像方法であって、前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群に正の屈折力を持たせ、前記第１レンズ群に、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子を設けるとともに、前記光路折り曲げ素子よりも物体側に複数のレンズ成分を配置し、前記複数のレンズ成分に、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含ませることを特徴とする。

本発明によれば、広画角でありながら小型で高い結像性能を得ることができる。

以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係るズームレンズＺＬを備えたデジタルスチルカメラＣＡＭが図１に示されている。なお図１において、（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。また図２は、図１（ａ）中の矢印ＩI−ＩIに沿った断面図であり、後述するズームレンズＺＬの概要を示している。

図１および図２に示すデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ（ＺＬ）の不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズ（ＺＬ）で被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉに配置された撮像素子Ｃに結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニターＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。

撮影レンズは、本願に係るズームレンズＺＬで構成されており、デジタルスチルカメラＣＡＭの正面から入射した光は、ズームレンズＺＬ内の光路折り曲げ素子Ｐで略９０度下方（図２の紙面下方）へ光路が折り曲げられるため、デジタルスチルカメラＣＡＭを薄型化することが可能になる。また、デジタルスチルカメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部Ｄ、ズームレンズＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）釦Ｂ２、およびデジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクション釦Ｂ３等が配置されている。

ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光路折り曲げ素子Ｐを備えて正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。また、広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定され、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動することで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するようになっている。なお、ズームレンズＺＬと像面Ｉとの間には、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されるフィルタ群ＬＰが配設される。

第１レンズ群Ｇ１は、光路を略９０度折り曲げる作用と、光束を収斂する作用を有する。また、広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｇ１は常に固定されている。このように、ズームレンズＺＬを構成するレンズ群の中で一番大きく、重量を有する第１レンズ群Ｇ１を可動させないため、構造的に簡素化することが可能である。

第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１により形成される被写体（物体）の像を拡大する作用をなし、広角端状態から望遠端状態へ向かうに従い、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げることにより拡大率を高めて、焦点距離を変化させている。

第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２によって拡大された光束を収斂させる作用をなし、高性能化を達成するために、第３レンズ群Ｇ３を複数のレンズ成分で構成し、球面収差およびサインコンディション、ペッツバール和が良好に補正された状態を達成している。

第４レンズ群Ｇ４は、第３レンズ群Ｇ３によって収斂される光束をより収斂させる作用をなし、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離を変化させる際（ズーミングの際）に、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔を積極的に変化させることで、焦点距離の変化に対する像面の変動を抑えることを可能にしている。

このような複数のレンズ群を備えたズームレンズＺＬにおいて、複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子Ｐおよび、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された複数のレンズ成分を有して構成されており、当該複数のレンズ成分は、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含んでいることが好ましい。これにより、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置されるレンズ成分の屈折率が高くなるため、当該レンズ成分の有効径および外径を大きくすることなく、広角端での画角を広くすることが可能になる。

また、屈折率が１．９０より高いと、当該レンズ成分の曲率半径を大きくしてその湾曲を緩やかにすることができるため、複数のレンズ成分における光軸上の間隔を小さくして第１レンズ群Ｇ１、さらにはズームレンズＺＬ全体を小型化することが可能になる。さらには、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に複数のレンズ成分が配置されることで、第１レンズ群Ｇ１単独で発生する球面収差およびコマ収差を良好に補正することができる。このようにして、広画角でありながら小型で高い結像性能を有するズームレンズＺＬおよび、これを備えた光学機器（デジタルスチルカメラＣＡＭ）を得ることが可能になる。

なおこのとき、複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１とし、最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次の条件式（１）および条件式（２）で表される条件を満足することが好ましい。

ｎｄ１＞１．９０ …（１）
ｎｄ２＞１．９０ …（２）

条件式（１）および条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１における光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された、最も物体側にある負レンズと最も像側にある負レンズの適切な屈折率範囲を規定する条件式である。条件式（１）および条件式（２）の条件を満たさない場合、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側のレンズが大型化してしまう。すなわち、第１レンズ群Ｇ１中の負レンズの有効径および外径の大きさが大きくなり、光路折り曲げ素子Ｐから最も物体側のレンズ面までの長さが長くなってしまう。結果として、カメラ本体のの厚さが厚くなってしまい好ましくない。また、コマ収差の補正が困難となってしまい、高い光学性能が得られなくなってしまう。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１）および条件式（２）の下限値を１．９１にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（１）および条件式（２）の下限値を１．９２にすることがさらに好ましい。

また、複数のレンズ成分が２枚のレンズであることが好ましい。このようにすれば、最小限の構成枚数で第１レンズ群Ｇ１を構成することが可能になる。

また、複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１とし、最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次の条件式（３）で表される条件を満足することが好ましい。

０．７＜ｎｄ１／ｎｄ２＜１．１ …（３）

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１における光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された、最も物体側にある負レンズと最も像側にある負レンズの光学材料特性の組み合わせを規定する条件式である。条件式（３）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１中の負レンズの有効径および外径の大きさが大きくなり、カメラ本体が大きくなってしまい好ましくない。また、コマ収差の補正が困難となってしまい、高い光学性能が得られなくなってしまう。一方、条件式（３）の下限値を下回る条件である場合、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側のレンズが大型化してしまい、結果としてカメラ本体の厚さにも影響してしまう。また、第１レンズ群Ｇ１中で発生する倍率色収差が悪化してしまい好ましくない。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．０７にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．０５にすることがさらに好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．８にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．９にすることがさらに好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．９５にすることがさらに好ましい。

また、複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１とし、最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次の条件式（４）および条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。

νｄ１＜５０ …（４）
νｄ２＜５０ …（５）

条件式（４）および条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１における光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された、最も物体側にある負レンズと最も像側にある負レンズの適切な光学材料の範囲を規定する条件式である。条件式（４）および条件式（５）の条件を満たさない場合、第１レンズ群Ｇ１単体で発生する軸上色収差および倍率色収差の補正が困難となってしまい。高い光学性能が得られなくなってしまう。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（４）および条件式（５）の上限値を３７．０にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（４）および条件式（５）の上限値を３４．０にすることがさらに好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（４）および条件式（５）の上限値を３２．０にすることがさらに好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（４）および条件式（５）の上限値を３０．０にすることがさらに好ましい。

また、複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１とし、最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次の条件式（６）で表される条件を満足することが好ましい。

０．４＜νｄ１／νｄ２＜１．３ …（６）

条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ１における光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側に配置された、最も物体側にある負レンズと最も像側にある負レンズの光学材料特性の組み合わせを規定する条件式である。条件式（６）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１中の負レンズの有効径および外径の大きさが大きくなり、カメラ本体が大きくなってしまい好ましくない。また、コマ収差の補正が困難となってしまい、高い光学性能が得られなくなってしまう。一方、条件式（６）の下限値を下回る条件である場合、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側のレンズが大型化してしまい、結果としてカメラ本体の厚さにも影響してしまう。また、第１レンズ群Ｇ１中で発生する倍率色収差が悪化してしまい好ましくない。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を１．０７にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を１．０５にすることがさらに好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を０．９３にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を０．９５にすることがさらに好ましい。

また、光路折り曲げ素子Ｐはプリズムであり、第１レンズ群Ｇ１における最も物体側の面からプリズムまでの光軸上の距離をＬ１とし、プリズムの光軸上の距離をＬｐとしたとき、次の条件式（７）で表される条件を満足することが好ましい。

Ｌ１／Ｌｐ＜１．０ …（７）

条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１における最も物体側の面から光路折り曲げ素子Ｐ（プリズム）までの光軸上の距離と、光路折り曲げ素子Ｐの光軸上の距離との適切な範囲を規定した条件式である。条件式（７）の上限値を上回る条件である場合、光路折り曲げ素子Ｐよりも物体側にあるレンズの全長が長くなってしまい、光学系の厚さが厚くなってしまう。その結果、カメラ本体の厚さにも影響してしまい、小型化、薄型化が図れなくなってしまう。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（７）の上限値を０．９５にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（７）の上限値を０．９にすることがさらに好ましい。

また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、複数のレンズ群のうち第１レンズ群Ｇ１の像側に並ぶ第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（８）で表される条件を満足することが好ましい。

１．９＜ｆ１／（−ｆ２）＜２．５ …（８）

条件式（８）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離比について適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（８）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が相対的に弱くなってしまい、第１レンズ群Ｇ１全体のレンズ外径が大きくなってしまい小型化に寄与できなくなってしまう。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が相対的に強くなってしまうため、コマ収差の発生を抑えられなくなってしまい、高い光学性能が得られなくなってしまう。一方、条件式（８）の下限値を下回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が相対的に強くなってしまい、小型化には有利であるが、ズーミングの際に球面収差および像面湾曲の変動が大きくなってしまい好ましくない。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が相対的に弱くなるため、第２レンズ群Ｇ２が変倍に対して効率的に寄与できなくなってしまい、変倍に必要な移動量を確保できなくなってしまう。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（８）の上限値を２．４５にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（８）の上限値を２．４にすることがさらに好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（８）の下限値を１．９２にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（８）の下限値を１．９５にすることがさらに好ましい。

また、前述のように、複数のレンズ群のうち第１レンズ群Ｇ１の像側に並ぶ第２レンズ群Ｇ２は負の屈折率を有しており、広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離をｆｗとし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（９）で表される条件を満足することが好ましい。

１．２＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．８ …（９）

条件式（９）は、第２レンズ群Ｇ２の適切な焦点距離の範囲を規定するための条件式である。条件式（９）の上限値を上回る条件である場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強まり、第２レンズ群Ｇ２単独で発生するコマ収差および非点収差が大きくなりすぎて、近距離撮影時の性能変化が大きくなってしまい好ましくない。結果として、最短撮影距離を短縮することが困難となってしまう。一方、条件式（９）の下限値を下回る条件である場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱まり、焦点調節時の移動量が大きくなってしまい、移動する際に必要な駆動系の部材等が大型化してしまい、他の部材と干渉する恐れがある。また、小型化しようとすると球面収差が悪化してしまい好ましくない。結果的に、カメラ本体内に格納する時に省スペース化が図れなくなってしまう。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（９）の上限値を１．７５にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（９）の上限値を１．７２にすることがさらに好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（９）の下限値を１．２２にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（９）の下限値を１．２３にすることがさらに好ましい。

また、光路折り曲げ素子Ｐはプリズムであり、プリズムのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとしたとき、次の条件式（１０）で表される条件を満足することが好ましい。

ｎｄｐ＞１．８０ …（１０）

条件式（１０）は、光路折り曲げ素子Ｐであるプリズム（例えば、直角プリズム）の適切な屈折率の範囲を規定した条件式である。直角プリズムは全反射で光路を偏向でき、光量ロスを低減することができるとともに、光学系をコンパクトな構成にすることができる。条件式（１０）の下限値を下回る条件である場合、プリズムの形状が大きくなり、ズームレンズ全体が大きくなってしまい好ましくない。また、第１レンズ群Ｇ１中で発生するコマ収差および倍率色収差が悪化してしまう。結果として、カメラ本体の厚さにも影響してしまい小型化が図れなくなってしまう。なお、光路折り曲げ素子Ｐには、プリズム以外にも、ミラーや光ファイバー等を用いることも可能である。

なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１０）の下限値を１．８１にすることがより好ましい。さらに、本願の効果を確実にするために、条件式（１０）の下限値を１．８２にすることがさらに好ましい。

また、前述のように、ズームレンズＺＬを構成する複数のレンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とから構成されることが好ましい。このようにすれば、ズームレンズＺＬを適切に小型化することが可能になる。

またこのとき、第２レンズ群Ｇ２が負の屈折力を有し、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を有し、第４レンズ群Ｇ４が正の屈折力を有していることが好ましい。このようにすれば、最小構成で所望の光学性能を得ることが可能になる。

またこのとき、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４は、広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することが好ましい。このようにすれば、ズーミングによる収差の変動を小さくすることができる。

また、複数のレンズ成分が物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを有して構成されることが好ましい。このようにすれば、各レンズ成分を適切に小型化することが可能になる。

またこのとき、第１レンズ群Ｇ１が光路折り曲げ素子Ｐよりも像側に配置された正レンズを有して構成されることが好ましい。このようにすれば、他のレンズ（例えば、負のメニスカスレンズ）との組み合わせにより所望の光学性能を得ることが可能になる。

また、第１レンズ群Ｇ１が非球面のレンズ成分を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、広角端状態から望遠端状態への焦点距離変化（ズーミング）の際に発生するコマ収差おとび非点収差の変動を良好に補正することができる。さらに、第１レンズ群Ｇ１のレンズ外径の小型化にも寄与することができる。

また、広角端状態における画角が７５度以上であることが好ましく、８０度以上であることがより好ましい。このようにすれば、画角を広範囲にすることができ、撮影の自由度を向上させることが可能になる。

なお、本実施形態において、さらなる高性能化と小型化をバランスさせるために、第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとを貼り合わせた負の屈折力を有する接合レンズとから構成されることが好ましい。このようにすれば、簡素な構成で、第２レンズ群Ｇ２単独で発生するコマ収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

さらに、第２レンズ群Ｇ２が非球面のレンズ成分を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、広角端状態から望遠端状態への焦点距離変化（ズーミング）の際に発生するコマ収差の変動を良好に補正することができる。

また、本実施形態において、第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群Ｇ３単独で発生する球面収差を良好に補正するとともに射出瞳位置を像面からなるべく遠くするため、正の屈折力を有する単レンズと負の屈折力を有する接合レンズとで構成されることが好ましく、具体的には、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとを貼り合わせた負の屈折力を有する接合レンズとで構成されることが好ましい。このようにすれば、物体側に凸面を向けた正レンズにより、軸外光束が収斂され、光軸から離れないようにすることで、レンズ径の小型化を達成することができる。

さらに、第３レンズ群Ｇ３が非球面のレンズ成分を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、広角端状態から望遠端状態への焦点距離変化（ズーミング）の際に発生する球面収差およびコマ収差の変動を良好に補正することができる。

また、本実施形態において、第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群Ｇ４単独で発生する球面収差を良好に補正するとともに射出瞳位置を像面からなるべく遠くするため、正の屈折力を有する単レンズと負の屈折力を有する接合レンズとで構成されることが好ましく、具体的には、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとを貼り合わせた負の屈折力を有する接合レンズとで構成されることが好ましい。このようにすれば、物体側に凸面を向けた正レンズにより、軸外光束が収斂され、光軸から離れないようにすることで、レンズ径の小型化を達成することができる。また、第４レンズ群Ｇ４全体で正の屈折力を有することで、像面から射出瞳位置を遠ざけることが可能であり、固体撮像素子を受光素子として用いる光学系に好適である。

さらに、第４レンズ群Ｇ４が非球面のレンズ成分を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、広角端状態から望遠端状態への焦点距離変化（ズーミング）の際に発生する像面湾曲の変動を良好に補正することができる。

また、本実施形態において、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等に起因する像ブレによる撮影の失敗を防ぐために、レンズ系のブレを検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わせ、レンズ系を構成するレンズ群のうちいずれか１つのレンズ群の全体または一部をシフトレンズ群として偏心させてもよい。ブレ検出系により検出されたレンズ系のブレに起因する像ブレ（像面位置の変動）を補正するように、駆動手段によりシフトレンズ群を駆動して像をシフトさせることで、像ブレを補正することが可能である。上述のように、本実施形態のズームレンズＺＬは、いわゆる防振光学系として機能させることが可能である。

以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。各実施例に係るズームレンズＺＬは、前述したように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成される。また、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間には、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されるフィルタ群ＦＬが配設される。

また、図３に示すように、広角端から望遠端へのズーミングの際、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が像面Ｉに対して固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少する。なお、図３は、本願の各実施例にかかるズームレンズの屈折力配分および、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への焦点距離状態の変化（ズーミング）における各レンズ群の移動の様子を示す図である。

以下に、表１〜表５を示すが、これらは第１〜第５実施例における諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表において、ｆは焦点距離を、Ｆ．ＮＯはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示している。ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。なお、曲率半径「0.0000」は平面を示し、空気の屈折率である「1.00000」の記載は省略してある。

また、各表中において＊印が付される非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐定数をΚ、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０）の非球面係数をＣnとしたとき、次の条件式（１１）で表される。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ｃ2は０であり、記載を省略している。

Ｓ（ｙ）＝（ｙ^２／ｒ）／｛１＋（１−Κ×ｙ^２／ｒ^２）^１／２｝
＋Ｃ4×ｙ^４＋Ｃ6×ｙ^６＋Ｃ8×ｙ^８＋Ｃ10×ｙ^１０ …（１１）

また、各表において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ８とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１３とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１９とし、第４レンズ群Ｇ４とフィルタ群ＦＬとの軸上空気間隔をｄ２４とする。これらの軸上空気間隔（ｄ８，ｄ１３，ｄ１９，ｄ２４）は、ズーミングに際して変化する。

（第１実施例）
以下、本願の第１実施例について図４〜図７および表１を用いて説明する。図４は、第１実施例に係るズームレンズの構成を示す図である。図４のズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、光路を約９０度折り曲げることを目的とした直角プリズム等の光路折り曲げ素子Ｐと、物体側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えるとともに物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ２２とから構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ３２とから構成される。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ４１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ４２とから構成される。そして、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間には、前述のフィルタ群ＦＬが配設される。

なお、像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、当該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている（以降の実施例についても同様である）。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中に配設され、広角端から望遠端へのズーミングの際、像面Ｉに対して固定されるようになっている。なお、図４において、光路折り曲げ素子Ｐを展開した状態で示している。

下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜２８は、図４における面１〜２８と対応している。また、第１実施例において、第７面、第１０面、第１４面、および第２１面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。

（表１）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ＝4.76 〜 10.90 〜 13.60
Ｆ．ＮＯ＝3.39 〜 4.50 〜 5.10
２ω＝80.10 〜 37.24 〜 30.08
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 18.5837 0.80 1.94594 17.98
２ 9.2523 1.95
３ 21.1675 0.80 1.94594 17.98
４ 12.1051 1.95
５ 0.0000 10.00 1.88300 40.76
６ 0.0000 0.30
７* 16.6856 2.59 1.77377 47.17
８ −17.4860 （ｄ８）
９ 120.1506 0.80 1.85135 40.10
１０* 8.6224 1.45
１１ −11.4881 0.80 1.81600 46.62
１２ 8.5611 1.31 1.94594 17.98
１３ −462.6937 （ｄ１３）
１４* 6.2540 1.52 1.58913 61.25
１５ −23.4186 0.50
１６ 0.0000 0.50 （開口絞りＳ）
１７ 16.9167 1.87 1.65160 58.55
１８ −3.8752 0.80 1.83481 42.71
１９ 9.4841 （ｄ１９）
２０ 11.5818 2.15 1.60602 57.44
２１* −10.2025 0.20
２２ 5.6247 2.05 1.49700 81.54
２３ 36.4651 0.80 1.92286 20.88
２４ 5.3918 （ｄ２４）
２５ 0.0000 0.55 1.54437 70.51
２６ 0.0000 0.40
２７ 0.0000 0.50 1.51633 64.14
２８ 0.0000 （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
７ -4.2112 +6.3347×10^-5 -1.3742×10^-6 +2.0994×10^-8 -2.1938×10^-10
１０ -9.0000 +1.8903×10^-3 -7.0975×10^-5 +2.6340×10^-6 +3.3830×10^-8
１４ +0.2972 +1.1297×10^-4 +1.9446×10^-5 +6.7916×10^-7 -1.0642×10^-8
２１ +2.5363 +6.8503×10^-4 -7.8123×10^-7 +1.0665×10^-6 -4.1646×10^-8
［可変間隔］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 4.7600 10.8950 13.6000
ｄ８ 1.2108 5.8514 6.6474
ｄ１３ 6.4865 1.8460 1.0500
ｄ１９ 5.9585 2.3201 1.1000
ｄ２４ 5.1473 8.7857 10.0058
Ｂｆ 0.5999 0.5997 0.5996
［条件対応値］
ｎｄ１＝1.94594
ｎｄ２＝1.94594
νｄ１＝17.98
νｄ２＝17.98
Ｌ１＝5.500
Ｌｐ＝10.000
ｆｗ＝4.76000
ｆ１＝14.08549
ｆ２＝−6.63946
ｎｄｐ＝1.88300
条件式（１）ｎｄ１＝1.94594
条件式（２）ｎｄ２＝1.94594
条件式（３）ｎｄ１／ｎｄ２＝1.000
条件式（４）νｄ１＝17.98
条件式（５）νｄ２＝17.98
条件式（６）νｄ１／νｄ２＝1.000
条件式（７）Ｌ１／Ｌｐ＝0.550
条件式（８）ｆ１／（−ｆ２）＝2.122
条件式（９）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.395
条件式（１０）ｎｄｐ＝1.88300

このように本実施例では、上記条件式（１）〜（１０）が全て満たされていることが分かる。また、Ｌｐ＝10.000に対してＬ１＝5.500であり、Ｌ１が従来と比較して小さくできていることがわかる。

図５〜図７は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第１実施例の諸収差図である。すなわち、図５は広角端状態（ｆ＝４．７６ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図６は中間焦点距離状態（ｆ＝１０．９０ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図７は望遠端状態（ｆ＝１３．６０ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは各像高に対する半画角をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、実線は球面収差を示し、破線はサインコンディション（正弦条件）を示している。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。そして、各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。

（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について図８〜図１１および表２を用いて説明する。図８は、第２実施例に係るズームレンズの構成を示す図である。なお、第２実施例のズームレンズは、第２レンズ群の構成を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第２実施例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ２２とから構成される。

下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜２８は、図８における面１〜２８と対応している。また、第２実施例において、第７面、第１０面、第１４面、および第２１面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。

（表２）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ＝4.76 〜 10.90 〜 16.83
Ｆ．ＮＯ＝3.43 〜 4.38 〜 5.32
２ω＝80.12 〜 37.24 〜 24.50
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 18.7424 0.80 1.94594 17.98
２ 9.3864 1.95
３ 21.6083 0.80 1.94594 17.98
４ 12.2621 1.95
５ 0.0000 10.00 1.88300 40.76
６ 0.0000 0.30
７* 16.8349 2.60 1.77377 47.17
８ −17.3291 （ｄ８）
９ −30.3831 0.80 1.85135 40.10
１０* 9.5012 1.00
１１ −33.3537 0.80 1.81600 46.62
１２ 7.2272 1.38 1.94594 17.98
１３ 51.7364 （ｄ１３）
１４* 6.1623 1.46 1.58913 61.25
１５ −32.7052 0.50
１６ 0.0000 0.50 （開口絞りＳ）
１７ 16.2574 1.85 1.65160 58.55
１８ −3.7749 0.80 1.83481 42.71
１９ 9.8126 （ｄ１９）
２０ 11.0508 2.15 1.60602 57.44
２１* −11.7394 0.20
２２ 6.0262 2.05 1.49700 81.54
２３ 24.0461 0.80 1.92286 20.88
２４ 5.4797 （ｄ２４）
２５ 0.0000 0.55 1.54437 70.51
２６ 0.0000 0.40
２７ 0.0000 0.50 1.51633 64.14
２８ 0.0000 （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
７ -3.8785 +4.8309×10^-5 -8.3247×10^-7 +1.7150×10^-9 +4.4539×10^-11
１０ -9.0000 +1.3364×10^-3 -5.0474×10^-5 +1.5973×10^-6 +1.2041×10^-8
１４ +0.4450 +1.9519×10^-4 +1.4324×10^-5 +1.3179×10^-6 -6.5285×10^-9
２１ +0.2452 +3.9638×10^-4 +1.2430×10^-7 +4.3306×10^-7 -2.1186×10^-8
［可変間隔］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 4.7600 10.8950 16.8301
ｄ８ 1.2174 6.2820 8.0585
ｄ１３ 7.8909 2.8265 1.0500
ｄ１９ 6.9417 3.3531 1.1000
ｄ２４ 5.7090 9.2974 11.5506
Ｂｆ 0.5999 0.6000 0.6001
［条件対応値］
ｎｄ１＝1.94594
ｎｄ２＝1.94594
νｄ１＝17.98
νｄ２＝17.98
Ｌ１＝5.500
Ｌｐ＝10.000
ｆｗ＝4.76001
ｆ１＝14.04786
ｆ２＝−6.74050
ｎｄｐ＝1.88300
条件式（１）ｎｄ１＝1.94594
条件式（２）ｎｄ２＝1.94594
条件式（３）ｎｄ１／ｎｄ２＝1.000
条件式（４）νｄ１＝17.98
条件式（５）νｄ２＝17.98
条件式（６）νｄ１／νｄ２＝1.000
条件式（７）Ｌ１／Ｌｐ＝0.550
条件式（８）ｆ１／（−ｆ２）＝2.084
条件式（９）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.416
条件式（１０）ｎｄｐ＝1.88300

このように本実施例では、上記条件式（１）〜（１０）が全て満たされていることが分かる。また、Ｌｐ＝10.000に対してＬ１＝5.500であり、Ｌ１が従来と比較して小さくできていることがわかる。

図９〜図１１は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第２実施例の諸収差図である。すなわち、図９は広角端状態（ｆ＝４．７６ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１０は中間焦点距離状態（ｆ＝１０．９０ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１１は望遠端状態（ｆ＝１６．８３ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。

（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例について図１２〜図１５および表３を用いて説明する。図１２は、第３実施例に係るズームレンズの構成を示す図である。なお、第３実施例のズームレンズは、第２レンズ群および開口絞りの構成を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第３実施例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ２２とから構成される。第３実施例の開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に配置され、広角端から望遠端へのズーミングの際、像面Ｉに対して固定されるようになっている。

下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜２８は、図１２における面１〜２８と対応している。また、第３実施例において、第７面、第１０面、第１５面、および第２１面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。

（表３）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ＝4.76 〜 10.90 〜 16.83
Ｆ．ＮＯ＝3.61 〜 4.48 〜 5.31
２ω＝80.08 〜 37.30 〜 24.50
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 18.6003 0.80 1.94594 17.98
２ 9.1299 1.95
３ 20.0061 0.80 1.94594 17.98
４ 12.2378 1.95
５ 0.0000 10.00 1.83400 37.16
６ 0.0000 0.30
７* 17.6318 2.59 1.77377 47.17
８ −17.0143 （ｄ８）
９ −95.1601 0.80 1.85135 40.10
１０* 9.6243 1.05
１１ −18.7968 0.80 1.81600 46.62
１２ 7.0462 1.31 1.94594 17.98
１３ 49.4372 （ｄ１３）
１４ 0.0000 0.50 （開口絞りＳ）
１５* 5.7357 1.66 1.58913 61.25
１６ −13.8410 0.20
１７ 27.9825 1.85 1.65160 58.55
１８ −4.2034 0.80 1.83481 42.71
１９ 7.6543 （ｄ１９）
２０ 11.0138 2.15 1.60602 57.44
２１* −11.6568 0.20
２２ 6.7719 2.05 1.49700 81.54
２３ 43.7568 0.80 1.92286 20.88
２４ 6.2063 （ｄ２４）
２５ 0.0000 0.55 1.54437 70.51
２６ 0.0000 0.40
２７ 0.0000 0.50 1.51633 64.14
２８ 0.0000 （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
７ -3.5829 +3.1195×10^-5 -6.5188×10^-7 +8.6095×10^-10 +4.2745×10^-11
１０ -9.0000 +1.3893×10^-3 -3.2887×10^-5 -2.9925×10^-7 +1.1579×10^-7
１５ +0.1967 +5.0256×10^-5 +6.1634×10^-6 +2.2998×10^-6 -1.2189×10^-7
２１ +0.6898 +3.7981×10^-4 +7.2724×10^-6 -9.6564×10^-8 -5.0538×10^-9
［可変間隔］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 4.7600 10.8950 16.8300
ｄ８ 1.2203 6.3686 8.2935
ｄ１３ 8.1217 2.9734 1.0485
ｄ１９ 6.7033 3.1869 1.1000
ｄ２４ 5.8354 9.3517 11.4386
Ｂｆ 0.6000 0.6000 0.6000
［条件対応値］
ｎｄ１＝1.94594
ｎｄ２＝1.94594
νｄ１＝17.98
νｄ２＝17.98
Ｌ１＝5.500
Ｌｐ＝10.000
ｆｗ＝4.76000
ｆ１＝14.09358
ｆ２＝−6.74689
ｎｄｐ＝1.83400
条件式（１）ｎｄ１＝1.94594
条件式（２）ｎｄ２＝1.94594
条件式（３）ｎｄ１／ｎｄ２＝1.000
条件式（４）νｄ１＝17.98
条件式（５）νｄ２＝17.98
条件式（６）νｄ１／νｄ２＝1.000
条件式（７）Ｌ１／Ｌｐ＝0.550
条件式（８）ｆ１／（−ｆ２）＝2.089
条件式（９）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.417
条件式（１０）ｎｄｐ＝1.83400

このように本実施例では、上記条件式（１）〜（１０）が全て満たされていることが分かる。また、Ｌｐ＝10.000に対してＬ１＝5.500であり、Ｌ１が従来と比較して小さくできていることがわかる。

図１３〜図１５は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第３実施例の諸収差図である。すなわち、図１３は広角端状態（ｆ＝４．７６ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１４は中間焦点距離状態（ｆ＝１０．９０ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１５は望遠端状態（ｆ＝１６．８３ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。

（第４実施例）
以下、本願の第４実施例について図１６〜図１９および表４を用いて説明する。図１６は、第４実施例に係るズームレンズの構成を示す図である。なお、第４実施例のズームレンズは、第２レンズ群の構成を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第５実施例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ２２とから構成される。

下の表４に、第４実施例における各諸元を示す。なお、表４における面番号１〜２８は、図１６における面１〜２８と対応している。また、第４実施例において、第７面、第１０面、第１４面、および第２１面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。

（表４）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ＝4.76 〜 10.83 〜 16.83
Ｆ．ＮＯ＝3.69 〜 4.63 〜 5.63
２ω＝80.12 〜 37.46 〜 24.50
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 24.0157 0.80 1.94594 17.98
２ 8.8935 1.93
３ 21.2986 0.80 2.00069 25.46
４ 16.1029 1.50
５ 0.0000 9.60 1.88300 40.76
６ 0.0000 0.30
７* 19.6885 2.55 1.77377 47.17
８ −16.7162 （ｄ８）
９ −71.9418 0.80 1.85135 40.10
１０* 9.2063 1.22
１１ −14.8404 0.80 1.81600 46.62
１２ 10.8518 1.31 1.94594 17.98
１３ −67.4208 （ｄ１３）
１４* 5.9953 1.45 1.58913 61.25
１５ −36.9608 0.50
１６ 0.0000 0.50 （開口絞りＳ）
１７ 13.8168 1.85 1.64000 60.08
１８ −4.0035 0.80 1.83481 42.71
１９ 8.2259 （ｄ１９）
２０ 11.9130 2.09 1.58913 61.25
２１* −11.2129 0.20
２２ 5.9451 2.05 1.49700 81.54
２３ 64.9268 0.80 1.84666 23.78
２４ 5.6786 （ｄ２４）
２５ 0.0000 0.55 1.54437 70.51
２６ 0.0000 0.40
２７ 0.0000 0.50 1.51633 64.14
２８ 0.0000 （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
７ -3.6294 +1.6073×10^-5 -4.6863×10^-7 +4.0036×10^-9 -2.0969×10^-11
１０ -9.0000 +1.5122×10^-3 -5.1954×10^-5 +1.0103×10^-6 +3.8507×10^-8
１４ +0.4518 +1.7174×10^-4 +1.9840×10^-5 +1.6119×10^-8 +4.3659×10^-8
２１ +6.5379 +8.9943×10^-4 +2.2966×10^-5 -4.2505×10^-7 +8.1325×10^-8
［可変間隔］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 4.7600 10.8344 16.8300
ｄ８ 1.2428 7.0385 9.0846
ｄ１３ 8.8916 3.0958 1.0500
ｄ１９ 6.9489 3.3971 1.1000
ｄ２４ 5.5049 9.0566 11.3537
Ｂｆ 0.5998 0.5999 0.5998
［条件対応値］
ｎｄ１＝1.94594
ｎｄ２＝2.00069
νｄ１＝17.98
νｄ２＝25.46
Ｌ１＝5.034
Ｌｐ＝9.600
ｆｗ＝4.75998
ｆ１＝15.92586
ｆ２＝−7.44907
ｎｄｐ＝1.88300
条件式（１）ｎｄ１＝1.94594
条件式（２）ｎｄ２＝2.00069
条件式（３）ｎｄ１／ｎｄ２＝0.973
条件式（４）νｄ１＝17.98
条件式（５）νｄ２＝25.46
条件式（６）νｄ１／νｄ２＝0.706
条件式（７）Ｌ１／Ｌｐ＝0.524
条件式（８）ｆ１／（−ｆ２）＝2.138
条件式（９）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.565
条件式（１０）ｎｄｐ＝1.88300

このように本実施例では、上記条件式（１）〜（１０）が全て満たされていることが分かる。また、Ｌｐ＝9.600に対してＬ１＝5.034であり、Ｌ１が従来と比較して小さくできていることがわかる。

図１７〜図１９は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第４実施例の諸収差図である。すなわち、図１７は広角端状態（ｆ＝４．７６ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１８は中間焦点距離状態（ｆ＝１０．８３ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１９は望遠端状態（ｆ＝１６．８３ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。

（第５実施例）
以下、本願の第５実施例について図２０〜図２３および表５を用いて説明する。図２０は、第５実施例に係るズームレンズの構成を示す図である。なお、第５実施例のズームレンズは、第２レンズ群および第４レンズ群の構成を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第５実施例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ２２とから構成される。第５実施例の第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとを貼り合わせた負の接合レンズＬ４２とから構成される。

下の表５に、第５実施例における各諸元を示す。なお、表５における面番号１〜２８は、図２０における面１〜２８と対応している。また、第５実施例において、第７面、第１０面、第１４面、および第２１面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。

（表５）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ＝4.76 〜 10.83 〜 19.20
Ｆ．ＮＯ＝3.47 〜 4.34 〜 5.75
２ω＝80.20 〜 37.30 〜 21.54
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 17.2732 0.80 1.94594 17.98
２ 8.3539 2.29
３ 22.2424 0.80 2.00069 25.46
４ 14.8265 1.60
５ 0.0000 8.80 1.88300 40.76
６ 0.0000 0.30
７* 19.9314 2.56 1.76802 49.24
８ −16.2242 （ｄ８）
９ −21.2094 0.80 1.85135 40.10
１０* 9.8366 1.00
１１ −34.3738 0.80 1.83481 42.71
１２ 7.9969 1.47 1.94594 17.98
１３ −1158.0055 （ｄ１３）
１４* 6.6673 1.51 1.59201 67.05
１５ −28.2642 0.50
１６ 0.0000 0.50 （開口絞りＳ）
１７ 11.6221 1.85 1.64000 60.08
１８ −4.6955 0.80 1.88300 40.76
１９ 8.8567 （ｄ１９）
２０ 9.5123 2.50 1.59201 67.05
２１* −12.9644 0.20
２２ 7.1445 2.15 1.49700 81.54
２３ −85.6130 0.80 1.79504 28.54
２４ 5.8608 （ｄ２４）
２５ 0.0000 0.60 1.54437 70.51
２６ 0.0000 0.40
２７ 0.0000 0.50 1.51633 64.14
２８ 0.0000 （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
７ -7.6332 +8.1356×10^-5 -1.1855×10^-6 +1.0910×10^-8 -6.9554×10^-11
１０ -9.0000 +1.1174×10^-3 -4.2945×10^-5 +1.3369×10^-6 -3.3511×10^-9
１４ +0.4936 +1.6354×10^-4 +5.3401×10^-6 +9.8630×10^-7 -2.7231×10^-8
２１ +2.0477 +5.2136×10^-4 +6.2688×10^-7 +2.6776×10^-7 -1.2539×10^-8
［可変間隔］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 4.7600 10.8344 19.2000
ｄ８ 1.2308 7.1168 9.5209
ｄ１３ 9.3400 3.4541 1.0500
ｄ１９ 8.5106 4.5925 1.1000
ｄ２４ 5.2744 9.1924 12.6849
Ｂｆ 0.5999 0.6000 0.6000
［条件対応値］
ｎｄ１＝1.94594
ｎｄ２＝2.000694
νｄ１＝17.98
νｄ２＝25.46
Ｌ１＝5.498
Ｌｐ＝8.800
ｆｗ＝4.75999
ｆ１＝16.35427
ｆ２＝−7.24275
ｎｄｐ＝1.88300
条件式（１）ｎｄ１＝1.94594
条件式（２）ｎｄ２＝2.000694
条件式（３）ｎｄ１／ｎｄ２＝0.973
条件式（４）νｄ１＝17.98
条件式（５）νｄ２＝25.46
条件式（６）νｄ１／νｄ２＝0.706
条件式（７）Ｌ１／Ｌｐ＝0.625
条件式（８）ｆ１／（−ｆ２）＝2.258
条件式（９）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.522
条件式（１０）ｎｄｐ＝1.88300

このように本実施例では、上記条件式（１）〜（１０）が全て満たされていることが分かる。また、Ｌｐ＝8.800に対してＬ１＝5.498であり、Ｌ１が従来と比較して小さくできていることがわかる。

図２１〜図２３は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第５実施例の諸収差図である。すなわち、図２１は広角端状態（ｆ＝４．７６ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２２は中間焦点距離状態（ｆ＝１０．８３ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２３は望遠端状態（ｆ＝１９．２０ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。

なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。

上述の各実施例において、ズームレンズとして４群構成を示したが、２群、３群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、各レンズ群の間に他のレンズ群を付加したり、ズームレンズ系の像側または物体側に隣接させて他のレンズ群を付加したりすることも可能である。

また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の（超音波モーター等による）モーター駆動にも適している。特に、４群構成の場合、第２または第４レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。

また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第３レンズ群を防振レンズ群とするのが好ましいが、第２レンズ群であっても構わない。

また、各レンズ面を非球面としても構わない。このとき、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。

また、開口絞りは、第３レンズ群（シフトレンズ群を含むレンズ群）近傍または、第３レンズ群内に配設されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。

また、各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施され、フレアやゴーストを軽減し高コントラストである高い光学性能を達成できる。

なお、本発明を分かりやすく説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されないことは言うまでもない。

（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図であり、（ｂ）デジタルスチルカメラの背面図である。 図１（ａ）中の矢印ＩI−ＩIに沿った断面図である。 ズームレンズの屈折力配置を示す説明図である。 第１実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第１実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。 第１実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。 第１実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。 第２実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第２実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。 第２実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。 第２実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。 第３実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第３実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。 第３実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。 第３実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。 第４実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第４実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。 第４実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。 第４実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。 第５実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第５実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。 第５実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。 第５実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。

符号の説明

ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ ズームレンズ
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
Ｐ 光路折り曲げ素子 Ｉ 像面

Claims (19)

1. 光軸に沿って物体側から順に並んだ複数のレンズ群を備えて構成されたズームレンズにおいて、
   前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子および、前記光路折り曲げ素子よりも物体側に配置された複数のレンズ成分を有して構成されており、
   前記複数のレンズ成分は、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含んでいることを特徴とするズームレンズ。
2. 前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１としたとき、次式
   ｎｄ１＞１．９０
   の条件を満足するとともに、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次式
   ｎｄ２＞１．９０
   の条件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. 前記複数のレンズ成分が２枚のレンズであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のズームレンズ。
4. 前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１とし、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２としたとき、次式
   ０．７＜ｎｄ１／ｎｄ２＜１．１
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
5. 前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１としたとき、次式
   νｄ１＜５０
   の条件を満足するとともに、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次式
   νｄ２＜５０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
6. 前記複数のレンズ成分のうち最も物体側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１とし、前記複数のレンズ成分のうち最も像側の負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたとき、次式
   ０．４＜νｄ１／νｄ２＜１．３
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
7. 前記光路折り曲げ素子はプリズムであり、
   前記第１レンズ群における最も物体側の面から前記プリズムまでの光軸上の距離をＬ１とし、前記プリズムの光軸上の距離をＬｐとしたとき、次式
   Ｌ１／Ｌｐ＜１．０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記複数のレンズ群のうち前記第１レンズ群の像側に並ぶ第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
   １．９＜ｆ１／（−ｆ２）＜２．５
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
9. 前記複数のレンズ群のうち前記第１レンズ群の像側に並ぶ第２レンズ群は負の屈折率を有しており、
   広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離をｆｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
   １．２＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．８
   の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
10. 前記光路折り曲げ素子はプリズムであり、
    前記プリズムのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとしたとき、次式
    ｎｄｐ＞１．８０
    の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
11. 前記複数のレンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前記第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから構成されることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
12. 前記第２レンズ群が負の屈折力を有し、前記第３レンズ群が正の屈折力を有し、前記第４レンズ群が正の屈折力を有していることを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
13. 前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、
    前記第２レンズ群および前記第４レンズ群は、前記広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１１もしくは請求項１２に記載のズームレンズ。
14. 前記複数のレンズ成分が物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを有して構成されることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
15. 前記第１レンズ群が前記光路折り曲げ素子よりも像側に配置された正レンズを有して構成されることを特徴とする請求項１から請求項１４のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
16. 前記第１レンズ群が非球面のレンズ成分を有して構成されることを特徴とする請求項１から請求項１５のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
17. 広角端状態における画角が７５度以上であることを特徴とする請求項１から請求項１６のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
18. 物体の像を所定の面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器において、
    前記ズームレンズが請求項１から請求項１７のうちいずれか一項に記載のズームレンズであることを特徴とする光学機器。
19. 光軸に沿って物体側から順に並んだ複数のレンズ群を備えたズームレンズを用いて、前記物体の像を所定の面上に結像させる結像方法であって、
    前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群に正の屈折力を持たせ、
    前記第１レンズ群に、光路を折り曲げる光路折り曲げ素子を設けるとともに、前記光路折り曲げ素子よりも物体側に複数のレンズ成分を配置し、
    前記複数のレンズ成分に、ｄ線に対する屈折率が１．９０を超える負レンズを少なくとも１つ含ませることを特徴とする結像方法。

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