JP2010044343A

JP2010044343A - 電子撮像装置

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Publication number: JP2010044343A
Application number: JP2008278464A
Authority: JP
Inventors: Masahito Watanabe; 正仁渡邉; Toshiyuki Satori; 校之左部
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: CN101435911B; US7800833B2; CN101435911A; JP5296491B2; US20090109546A1

Abstract

【課題】カメラの小型化と高変倍比化・広角化を同時に満たしており、撮影画像の画質が良好に維持された、電子撮像素子に適している安価なズームレンズ光学系を用いた電子撮像装置を提供する。
【解決手段】少なくとも２つ以上の群を有し、各群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズと、電子撮像素子とを有し、前記ズームレンズは開口絞りよりも撮像素子側に少なくとも１つの正レンズを有し、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
｜α_t−α_w｜＞８・・・（１）
１．０×１０^-3＜Ｐ＜４．０×１０^-3 ・・・（２）
４＜ｆ_t／ｆ_w＜５０・・・（３）
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズを用いた電子撮像装置に関し、特に小型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラをはじめとする電子撮像装置に関するものである。

近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更に、それは業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。本発明においては、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。

このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっており、撮影レンズ系にもより一層の小型化が要望されている。一方、撮像素子の画素数が増加の傾向にあるため、撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。さらには量産性も確保するために、レンズ加工や組み込み工程での製造誤差に対する光学性能劣化の感度を小さく抑えておく必要がある。また撮影領域を広げるという観点から変倍比が５倍や７倍を超える高変倍ズームも一般化してきており、更なる高変倍化も期待されている一方で、広角化への期待もある。こういった要求に応えるべく様々なタイプのズームレンズ系が提案されている。

比較的高変倍比でコンパクトなズームレンズを構成した先行技術としては、物体側より正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有するタイプが知られており、以下のような技術が開示されている。
特開２００６−１７１０５５号公報特開平１１−５２２４４号公報特開平８−２７１７８８号公報特開２００３−２４１０９７号公報

しかしながら、特許文献１で提案されているズームレンズは、レンズ系の全長が大きいため小型化に向かない。特許文献２又は特許文献３で提案されているズームレンズでは、十分な光学性能が確保されていない。

上記いずれの先行技術においてもズーム全域において撮像素子への光線の入射角度が小さくなるように設計されており、変倍比を大きくしながら、良好な結像性能と小型化とを両立することができていない。

特許文献４で提案されているズームレンズは、銀塩フィルムを用いた一眼レフカメラ用として使うことを前提にしており、ズームレンズの光学系からの光線の射出角が大きい割にはミラースペースを確保するためバックフォーカスを長く取っているので、このようなパワー配置では、十分な結像性能を得るためにはレンズ枚数が多くなり、小さな撮像素子に対応する場合には小型化が難しい。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カメラの携帯性
を損なうことなく、従来よりも撮影領域を広げたいというユーザーの要望を満たすべく、カメラの小型化と高変倍比化・広角化を同時に満たしており、撮影画像の画質が良好に維持された、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の電子撮像素子に適している安価なズームレンズ光学系を用いた電子撮像装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明では、ズームレンズは開口絞りよりも撮像素子側に少なくとも１つの正レンズを配し、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満たすような構成とした。
｜α_t−α_w｜＞８・・・（１）
１．０×１０^-3＜Ｐ＜４．０×１０^-3 ・・・（２）
４＜ｆ_t／ｆ_w＜５０・・・（３）
ただし、ｆ_w：広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
ｆ_t：望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
α_w：広角端における最軸外×０．８の像高の主光線が撮像素子に入射するとき
光軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。また、光線高とは、光線がレンズ面に入射する位置と光軸との距離である。なお、最軸外とは、最大像高のことである。
α_t：望遠端における最軸外×０．８の像高の光線が撮像素子に入射するとき光
軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。
Ｐ：撮像素子の画素ピッチ（単位はｍｍ）
である。

一般に、ＣＣＤ等の電子撮像素子と結像光学系を用いた撮像装置においては、光学系の光軸に対して射出角が大きいと撮像素子の受光の効率が下がり、画面周辺部において、十分な光量を得ることができなくなり、画質が低下しやすい。しかしながら、撮像素子への入射角を光軸と平行になるようにズームレンズを設計しようとすると、高変倍化と小型化を両立することが困難である。本発明においては、絞りよりも像面側のレンズの屈折力と形状を適切に設定することにより、広角端及び望遠端の周辺光量と光線射出角のバランスを取りながら、高変倍且つ像面湾曲の変動を小さくするため、上記条件式を満たすようにレンズを配置した。

条件式（１）の上限内であれば、光学系の全長を長くなりすぎないように抑える事ができる。また、条件式（１）の下限内であれば、最終レンズ群による像面湾曲変動を抑えることができる。いずれの場合も、結像性能を良好に保ちながら高変倍化と小型化を両立するための条件となる。

条件式（２）の上限内であれば、撮像素子の面積を大きくすることなく、撮影画像で十分な解像力を得ることができ、ズームレンズを小型化できる。また、条件式（２）の下限内であれば、光の回折により収差が小さくても画素ピッチに対して十分な解像力が得られなくなるのを防ぐことができる。

条件式（３）の上限内であれば、条件式（１）の関係をみたすようにレンズを配することで、望遠側の全長を短くすることができ、本発明の目的の一つである小型化を達成する上で好ましくなる。また、条件式（３）の下限を下回ると、本発明の構成を取らなくても、全長が短く、レンズ枚数が少なく、収納時の鏡枠ユニットの厚みが十分に薄いズームレンズを設計可能である。

更には、上述の発明にて、以下のいずれかの構成を有する事がより好ましい。

広角端においては射出瞳が撮像素子受光面よりも物体側になるようにし、望遠端においては射出瞳よりも撮像素子受光面が物体側になるようにするべく、以下の条件式（４）、（５）を満たす事が好ましい。
−４０＜α_w＜−９・・・（４）
１．８＜α_t＜１０・・・（５）
ただし、α_w：広角端における最軸外×０．８の像高の主光線が撮像素子に入射するとき
光軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。また、光線高とは、光線がレンズ面に入射する位置と光軸との距離である。
α_t：望遠端における最軸外×０．８の像高の光線が撮像素子に入射するとき光
軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。

条件式（４）の上限内であれば、望遠端における射出瞳が結像面に対してプラス方向とならないため、射出瞳がマイナス方向にあるレンズに最適化された撮像素子を使用するときに、画面周辺部でのＳ／Ｎの低下を抑える上で好ましくなる。条件式（４）の下限内であれば、広角端において撮像素子への入射角が大きくなりすぎず、広角端での画質の劣化を抑える上で好ましい。

同様に、条件式（５）の上限内であれば、射出瞳がマイナス方向にあるレンズに最適化された撮像素子を使用するときに、望遠端における画面周辺部での画質が劣化が抑える上で好ましくなる。条件式（５）の下限内であれば、広角端において撮像素子への入射角が大きくなりすぎず、広角端での画質が劣化を抑える上で好ましい。

また、以下の条件式（６）を満たすことが好ましい。
０．２５＜ｆ_sr／ｆ_t＜０．４１・・・（６）
ただし、ｆ_sr：最も撮像素子に近いレンズ群の焦点距離、
ｆ_t：望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。

条件式（６）の上限内であれば、本発明の構成において光学系の全長を短くする上で好ましくなる。また、条件式（６）の下限内であれば、広角端と望遠端の撮像素子への光線入射角が大きく異なる設計になるのを防ぎ、広角端か望遠端の両方にて画面周辺部の画質を良好に保持する上で好ましい。

また、本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズの開口絞りは、広角端から望遠端へ変倍するとき、撮像素子から遠ざかる方向へ移動するようにするのが好ましい。そうすることにより、広角端における後群の有効光束を細くしやすく、小型化に有利となる。

また、そのズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、開口絞り、正の屈折力を持つ第３レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍するとき、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭まるように構成するとコマ収差や像面湾曲を良好に保ったまま変倍比を大きくしやすい。

さらに、第３レンズ群の像面側に第４レンズ群を配し、無限遠に合焦した状態から近距離の物体への合焦する際に第４レンズ群を繰り出してフォーカシングを行うようにすると、フォーカス群移動のための駆動機構の大型化を抑制しやすい。このとき、第４レンズ群
には非球面を有する正レンズ用い、像面湾曲の変動を小さく抑えるために、以下の条件式（７）を満たすようにすると好ましい。
−１＜（Ｒ_4r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_4r−Ｒ_4f）＜０・・・（７）
ただし、Ｒ_4r：前記第４レンズ群の正レンズの像面側の曲率半径、
Ｒ_4f：前記第４レンズ群の正レンズの物体側の曲率半径、
である。

条件式（７）の上限内であれば、変倍比を大きくしながら、広角端における像面湾曲を小さくすることが容易となり、設計上好ましくなる。また、条件式（７）の下限内であれば、望遠端において、無限遠に合焦した状態から近距離状態に合焦するときの像面湾曲の変動を抑える上で好ましくなる。

また、上記構成を取るとき、第３レンズ群の最も物体側に正レンズを配し、そこに非球面を用いて、さらに、そのレンズ形状を以下の条件式（８）を満たすようにすると好ましい。
０．２＜（Ｒ_3r＋Ｒ_3f）／（Ｒ_3r−Ｒ_3f）＜０．８・・・（８）
ただし、Ｒ_3r：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の曲率半径、
Ｒ_3f：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の曲率半径、
である。

このようにすることで、変倍比を大きくしても球面収差とコマ収差が破綻しないように設計しやすくなる。また、条件式（８）の上限内であれば、ズーム全域に渡って球面収差とコマ収差を小さく保つことができる。さらに、条件式（８）の下限内であれば、望遠端において、第３レンズ群の主点を前に出しやすくなり、変倍比を大きくしつつコマ収差を小さくする上で好ましい構成となる。

以上のように、本発明によれば、電子撮像素子への入射角特性による周辺減光を最小限に抑えながら、変倍比を大きくしても広角端および望遠端における像面湾曲とコマ収差を良好に保つことが可能となり、携帯性の良い高倍率ズーム機能を持つカメラを提供することが可能となる。

以下に示す本発明に基づく実施例では、上述のような工夫を施すことで、カメラの携帯性を損なうことなく従来よりも撮影領域を広げたいというユーザーの要望を満たせるような、カメラの小型化と広角化・高変倍比化を同時に満たしており、撮影画像の画質が良好に維持された、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の電子撮像素子に適している、安価なズームレンズ光学系を提供している。

以下に示す各実施例は、撮像装置の立ち上げ時にレンズが繰り出すタイプのズームレンズを用いた電子撮像装置の例である。実施例１乃至１６においては、高い光学性能を持ち、かつ、コンパクト性に優れたズームレンズとなっている。実施例１乃至１６は全ズーム状態にて有効撮像領域は矩形で一定である。各実施形態での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。全長は、レンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、空気換算長で示している。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜８について説明する。実施例１〜８の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図８に示す。各図中、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、第５レンズ群はＧ５、光学的ローパスフィル
ターはＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターＦに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよい。

なお、実施例９〜１６に関しては、それぞれ実施例１〜８と同様に構成されているので、図を省略する。

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、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。ここで、広角端から望遠端までの間で第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３又は第４レンズ群Ｇ４の移動方向の変化する点を中間状態とした。以下、同じ。

第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで、物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら物体側に移動する。

開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端まで、一体に物体側へ移動する。

第４レンズ群Ｇ４は、広角端から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら像側に移動する。

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負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの像側の面の８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、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。

開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は、広角端から中間状態まで、第２レンズ群Ｇ２との間
隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より物体側、中間状態より像側に位置する。

第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より若干物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。

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負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの両面の８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、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。

第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より若干物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。

開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら物体側に移動する。

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負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第
４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の８面に用いている。

実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より若干物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より若干像側に位置する。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の８面に用いている。

実施例５のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら像側に移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に移動する。中間状態では、広角端の位置より像側に位置し、望遠端では、広角端の位置より若干像側、中間状態の位置より若干物体側に位置する。

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負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

実施例６のズームレンズは、図６に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら物体側に移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら像側に移動する。中間状態では、広角端の位置より若干物体側に位置し、望遠端では、広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら物体側に移動する。

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負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の８面に用いている。

実施例７のズームレンズは、図７に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

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負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の接合レンズの最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の像側の両凹負レンズの両面、物体側の両凹負レンズの像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の８面に用いている。

実施例８のズームレンズは、図８に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。

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負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。

以下、各実施例におけるレンズの数値データを示す。

なお、実施例１１〜２０に関しては、それぞれ実施例１〜１０と同様に構成されており、各種データのみを示す。

各実施例におけるレンズの数値データにおいては、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚または間隔、ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、νｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10は非球面係数、E±nは×１０±ⁿをそ
れぞれ示している。

また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式で表される。
Ｚ＝（Ｙ²／ｒ）／[１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）²｝^1/2]
＋A4×Ｙ⁴＋A6×Ｙ⁶＋A8×Ｙ⁸＋A10×Ｙ¹⁰
ただし、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 26.666 0.80 1.92286 18.90
2 19.250 3.50 1.74320 49.34
3（非球面） -176.734 可変
4（非球面） -40.959 0.80 1.80610 40.92
5（非球面） 5.528 2.69
6 -1141.838 1.71 1.94595 17.98
7 -10.862 0.70 1.80610 40.92
8（非球面） 134.158 可変
9（絞り） ∞ 0.30
10（非球面） 4.298 2.40 1.49700 81.54
11（非球面） -11.697 0.10
12 8.062 1.30 2.00170 20.64
13（非球面） 4.214 可変
14 40.803 2.20 1.74320 49.34
15（非球面） -16.732 可変
16 ∞ 0.40 1.54771 62.84
17 ∞ 0.50
18 ∞ 0.50 1.51633 64.14
19 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=7.63091E-06,A6=-4.82260E-09
第４面
K=0.000,A4=1.32148E-03,A6=-5.72963E-05,A8=1.18744E-06,A10=-1.03698E-08
第５面
K=0.000,A4=1.61134E-03,A6=2.28101E-05,A8=-1.71055E-06,A10=-1.22624E-09
第８面
K=0.000,A4=-4.56444E-04,A6=-9.41345E-06,A8=-1.00141E-07,A10=-2.44141E-10
第１０面
K=0.000,A4=-1.33244E-03,A6=-5.69354E-05,A8=-2.91994E-06,A10=-7.27923E-08
第１１面
K=0.000,A4=-1.85420E-05,A6=-2.18626E-05,A8=1.44977E-06,A10=-2.94845E-08
第１３面
K=0.000,A4=1.21796E-03,A6=9.52243E-05
第１５面
K=0.000,A4=3.00000E-05

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.07 14.80 48.79
Ｆナンバー 3.50 5.24 6.00
画角 77.72 28.31 9.15
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 37.84 50.08 64.46
ＢＦ 6.46 6.06 4.38

d3 0.59 9.44 16.89
d9 10.35 4.89 0.73
d11 3.95 13.20 25.96
d13 4.97 4.57 2.91

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 34.03
2 5 -6.36
3 10 10.21
4 12 16.15

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 16.468 0.60 1.94595 17.98
2 11.669 4.00 1.77250 49.60
3（非球面） -298.514 可変
4（非球面） -35.694 0.50 1.83481 42.71
5（非球面） 5.250 1.50
6（非球面） 41.185 0.50 1.77250 49.60
7 6.700 1.60 1.94595 17.98
8 21.527 可変
9（絞り） ∞ 0.30
10（非球面） 4.099 2.05 1.49700 81.54
11（非球面） -10.634 0.10
12 4.996 0.40 2.00170 20.64
13 3.471 可変
14（非球面） -10.082 1.60 1.74320 49.34
15（非球面） -5.932 可変
16 ∞ 0.30 1.54771 62.84
17 ∞ 0.30
18 ∞ 0.30 1.51633 64.14
19 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=2.79166E-05,A6=-9.61223E-08
第４面
K=0.000,A4=6.02597E-04,A6=-3.67937E-05,A8=9.10591E-07,A10=-7.79624E-09
第５面
K=0.000,A4=6.24667E-04,A6=6.02647E-05,A8=-2.20783E-06,A10=-1.71665E-08
第６面
K=0.000,A4=9.33860E-04,A6=3.93633E-05
第１０面
K=0.000,A4=-2.44420E-03,A6=-1.76979E-05,A8=-3.79600E-06,A10=-7.36605E-08
第１１面
K=0.000,A4=1.98650E-04,A6=-4.57669E-05,A8=2.54073E-06,A10=-2.62988E-08
第１４面
K=0.000,A4=1.16049E-03,A6=-2.06578E-05
第１５面
K=0.000,A4=1.54681E-03,A6=-7.33550E-07

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.10 14.24 48.56
Ｆナンバー 6.01 8.67 11.00
画角 77.92 27.89 9.39
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 32.91 40.53 41.14
ＢＦ 8.49 8.93 1.13

d3 0.30 4.73 11.21
d8 9.19 3.81 0.30
d13 1.77 9.91 15.36
d15 7.40 7.89 0.13

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 22.14
2 5 -5.32
3 10 9.37
4 12 16.56

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 20.909 0.80 2.00170 20.64
2 16.720 3.62 1.61881 63.85
3（非球面） -99.283 可変
4（非球面） -76.528 0.80 1.83481 42.71
5（非球面） 7.133 2.58
6 -206.923 1.63 2.10225 16.79
7 -18.640 0.80 1.83481 42.71
8（非球面） 54.142 可変
9（絞り） ∞ 0.30
10（非球面） 5.593 2.49 1.69350 53.21
11（非球面） -19.473 0.08
12 5.572 1.46 1.49700 81.54
13 37.089 0.71 2.00330 28.27
14 3.573 可変
15（非球面） 32.825 3.00 1.74330 49.33
16（非球面） -14.479 可変
17 ∞ 0.40 1.54771 62.84
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=1.14689E-05,A6=4.83606E-09,A8=-2.02752E-10,A10=7.85884E-13
第４面
K=9.178,A4=8.86386E-05,A6=-2.97753E-06,A8=4.62415E-08,A10=-3.04205E-10
第５面
K=0.265,A4=1.50448E-04,A6=6.43712E-06,A8=-2.33528E-07,A10=-2.66160E-09
第８面
K=-1.493,A4=-3.07535E-04,A6=-4.47187E-06,A8=2.37774E-07,A10=-5.43727E-09
第１０面
K=0.822,A4=-1.07173E-03,A6=-3.12892E-05,A8=-1.48549E-06,A10=-1.40758E-08
第１１面
K=-3.282,A4=4.48842E-04,A6=3.09551E-06,A8=-8.51889E-07,A10=1.92356E-07
第１５面
K=0.000,A4=3.25911E-05,A6=1.49778E-07
第１６面
K=0.000,A4=1.36486E-04,A6=-4.26236E-06,A8=7.39509E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.14 15.85 49.07
Ｆナンバー 3.22 4.92 6.00
画角 80.40 26.86 9.00
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 42.87 51.96 57.58
ＢＦ 5.44 5.15 4.75

d3 0.18 8.37 16.20
d8 16.03 8.55 1.75
d14 2.97 11.62 16.62
d16 3.93 3.71 3.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.05
2 5 -7.25
3 10 10.94
4 12 13.89

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 20.015 0.80 2.00170 20.64
2 16.318 3.62 1.59201 67.02
3（非球面） -95.128 可変
4（非球面） -72.309 0.80 1.83481 42.71
5（非球面） 7.089 2.58
6 -222.779 1.64 2.10225 16.79
7 -18.442 0.80 1.83481 42.71
8（非球面） 56.401 可変
9（絞り） ∞ 0.30
10（非球面） 5.596 2.49 1.69350 53.21
11（非球面） -19.119 0.08
12 5.586 1.46 1.49700 81.54
13 38.700 0.71 2.00330 28.27
14 3.565 可変
15（非球面） 33.330 3.00 1.74330 49.33
16（非球面） -14.041 可変
17 ∞ 0.40 1.54771 62.84
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=1.25893E-05,A6=5.29224E-09,A8=-2.09551E-10,A10=7.93834E-13
第４面
K=7.869,A4=6.69751E-05,A6=-2.58449E-06,A8=6.22145E-08,A10=-5.23773E-10
第５面
K=0.227,A4=1.07973E-04,A6=6.32093E-06,A8=-5.41685E-07,A10=1.70854E-08
第８面
K=-1.493,A4=-3.10021E-04,A6=5.60758E-07,A8=-8.83358E-08,A10=-2.21573E-09
第１０面
K=0.822,A4=-1.11343E-03,A6=-3.05892E-05,A8=-1.85139E-06,A10=-1.78845E-08
第１１面
K=-2.814,A4=4.08676E-04,A6=-1.21638E-06,A8=-7.04762E-07,A10=1.50032E-07
第１５面
K=0.000,A4=4.74683E-05,A6=-7.77189E-07
第１６面
K=0.000,A4=1.67236E-04,A6=-5.05549E-06,A8=6.48089E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.11 15.78 48.99
Ｆナンバー 3.24 4.95 6.00
画角 80.45 26.99 9.02
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 42.85 51.98 57.55
ＢＦ 5.43 5.17 4.72

d3 0.18 8.37 16.20
d8 16.03 8.55 1.74
d14 2.96 11.63 16.63
d16 3.93 3.73 3.25

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.03
2 5 -7.26
3 10 10.97
4 12 13.59

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 24.303 0.60 1.94595 17.98
2 20.214 3.77 1.59201 67.02
3（非球面） -81.890 可変
4（非球面） -126.121 0.80 1.85135 40.10
5（非球面） 7.298 2.55
6 -47.821 1.82 1.94595 17.98
7 -12.243 0.70 1.77377 47.17
8（非球面） 1048.205 可変
9（絞り） ∞ 0.00
10（非球面） 4.740 2.61 1.59201 67.02
11（非球面） -24.526 0.10
12 8.362 1.56 1.49700 81.54
13 -11.267 0.42 1.62004 36.26
14 3.425 可変
15（非球面） 23.304 2.94 1.58913 61.14
16（非球面） -14.592 可変
17 ∞ 0.40 1.54771 62.84
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=9.98895E-06,A6=-1.42502E-08,A8=1.40262E-10,A10=-7.79860E-13
第４面
K=0.000,A4=1.42993E-05,A6=-3.36962E-06,A8=6.97681E-08,A10=-5.69362E-10
第５面
K=0.028,A4=2.04098E-04,A6=-1.50503E-06,A8=1.91466E-07,A10=-1.44606E-08
第８面
K=0.104,A4=-3.08161E-04,A6=-3.71109E-06,A8=1.80523E-07
第１０面
K=0.000,A4=-4.81405E-04,A6=6.75956E-06,A8=-4.24430E-07,A10=3.05963E-07
第１１面
K=0.000,A4=1.00467E-03,A6=4.70567E-05,A8=-1.92213E-06,A10=8.59706E-07
第１５面
K=0.163,A4=1.85121E-05,A6=4.98422E-06,A8=-8.22837E-07,A10=1.70212E-08
第１６面
K=0.027,A4=3.00013E-05,A6=1.96174E-06,A8=-7.90283E-07,A10=1.71060E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 16.02 49.23
Ｆナンバー 3.30 5.51 6.00
画角 79.85 27.06 9.00
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 41.88 53.53 58.82
ＢＦ 6.32 4.30 4.79

d3 0.30 8.76 18.86
d8 15.57 8.95 1.47
d14 1.81 13.63 15.82
d16 4.81 2.89 3.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 35.22
2 5 -7.67
3 10 11.44
4 12 15.68

数値実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 20.846 0.80 2.00170 20.64
2 16.766 0.10
3 16.944 3.62 1.61881 63.85
4（非球面） -97.907 可変
5（非球面） -77.096 0.80 1.83481 42.71
6（非球面） 7.139 2.58
7 -210.704 1.63 2.10225 16.79
8 -18.613 0.80 1.83481 42.71
9（非球面） 54.391 可変
10（絞り） ∞ 0.30
11（非球面） 5.591 2.49 1.69350 53.21
12（非球面） -19.444 0.08
13 5.570 1.46 1.49700 81.54
14 36.999 0.71 2.00330 28.27
15 3.573 可変
16（非球面） 32.909 3.00 1.74330 49.33
17（非球面） -14.495 可変
18 ∞ 0.40 1.54771 62.84
19 ∞ 0.50
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第４面
K=0.000,A4=1.11417E-05,A6=4.77301E-09,A8=-1.76384E-10,A10=5.67505E-13
第５面
K=9.178,A4=8.69795E-05,A6=-1.63148E-06,A8=8.03659E-09,A10=-1.24224E-11
第６面
K=0.265,A4=1.50147E-04,A6=7.13726E-06,A8=-8.18039E-08,A10=-8.56450E-09
第９面
K=-1.493,A4=-3.05420E-04,A6=-3.72321E-06,A8=1.95408E-07,A10=-4.53534E-09
第１１面
K=0.822,A4=-1.07795E-03,A6=-3.09591E-05,A8=-1.21284E-06,A10=1.00402E-08
第１２面
K=-3.118,A4=4.44583E-04,A6=4.62513E-06,A8=-3.41403E-07,A10=2.10091E-07
第１６面
K=0.000,A4=3.25824E-05,A6=4.25516E-07
第１７面
K=0.000,A4=1.37067E-04,A6=-4.13492E-06,A8=7.46073E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.83 48.93
Ｆナンバー 3.21 4.92 6.00
画角 79.98 26.88 9.04
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 42.93 51.97 57.60
ＢＦ 5.40 5.06 4.68

d4 0.18 8.37 16.20
d9 16.03 8.55 1.75
d15 2.97 11.62 16.62
d17 3.90 3.62 3.22

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.05
2 5 -7.27
3 10 10.91
4 12 13.85

数値実施例７
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 19.302 0.80 2.00170 20.64
2 15.365 3.62 1.58913 61.14
3（非球面） -104.689 可変
4（非球面） -93.884 0.80 1.83481 42.71
5（非球面） 6.716 2.58
6 -700.605 1.68 2.10225 16.79
7 -19.733 0.10
8 -17.664 0.80 1.83481 42.71
9（非球面） 95.016 可変
10（絞り） ∞ 0.30
11（非球面） 5.420 2.49 1.69350 53.21
12（非球面） -19.583 0.08
13 5.498 1.46 1.49700 81.54
14 34.975 0.54 2.00330 28.27
15 3.525 可変
16（非球面） 39.743 3.00 1.74330 49.33
17（非球面） -13.961 可変
18 ∞ 0.40 1.54771 62.84
19 ∞ 0.50
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=0.000,A4=1.23054E-05,A6=2.60212E-09,A8=-3.07823E-10,A10=1.71458E-12
第４面
K=7.869,A4=3.85724E-05,A6=-1.69314E-06,A8=4.09224E-08,A10=-3.42105E-10
第５面
K=0.227,A4=4.89518E-05,A6=5.35203E-06,A8=-5.51299E-07,A10=1.60553E-08
第９面
K=-1.493,A4=-3.26017E-04,A6=9.90185E-07,A8=-1.35284E-07,A10=-1.79042E-09
第１１面
K=0.781,A4=-1.18366E-03,A6=-2.67284E-05,A8=-2.83249E-06,A10=2.20918E-08
第１２面
K=-2.672,A4=4.44282E-04,A6=1.65015E-05,A8=-3.53535E-06,A10=3.82848E-07
第１６面
K=0.000,A4=5.39933E-05,A6=-2.94851E-06
第１７面
K=0.000,A4=1.52333E-04,A6=-7.37192E-06,A8=8.02981E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.83 49.08
Ｆナンバー 3.26 4.97 6.00
画角 80.46 27.07 9.06
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 42.91 51.75 57.66
ＢＦ 5.49 5.17 4.74

d3 0.18 8.28 16.32
d9 16.03 8.34 1.61
d15 2.98 11.72 16.76
d17 4.00 3.73 3.27

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.45
2 5 -7.30
3 10 10.95
4 12 14.17

数値実施例８
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 19.671 0.80 2.00170 20.64
2 15.603 0.10
3 15.450 3.62 1.58913 61.14
4（非球面） -100.545 可変
5（非球面） -84.986 0.80 1.83481 42.71
6（非球面） 6.782 2.58
7 20800.198 1.65 2.10225 16.79
8 -20.211 0.10
9 -17.058 0.80 1.83481 42.71
10（非球面） 114.384 可変
11（絞り） ∞ 0.30
12（非球面） 5.434 2.49 1.69350 53.21
13（非球面） -19.397 0.08
14 5.474 1.46 1.49700 81.54
15 33.364 0.52 2.00330 28.27
16 3.517 可変
17（非球面） 40.792 2.99 1.74330 49.33
18（非球面） -13.902 可変
19 ∞ 0.40 1.54771 62.84
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第４面
K=0.000,A4=1.29756E-05,A6=6.43761E-09,A8=-3.58863E-10,A10=2.03026E-12
第５面
K=7.869,A4=8.02051E-05,A6=-2.23965E-06,A8=3.94995E-08,A10=-3.00060E-10
第６面
K=0.227,A4=7.38440E-05,A6=6.33121E-06,A8=-4.73985E-07,A10=1.42758E-08
第１０面
K=-1.493,A4=-3.07032E-04,A6=-8.00912E-07,A8=-8.47630E-08,A10=-2.11918E-09
第１２面
K=0.781,A4=-1.18705E-03,A6=-2.86980E-05,A8=-2.73106E-06,A10=-5.40040E-09
第１３面
K=-2.671,A4=4.20020E-04,A6=1.36038E-05,A8=-3.42454E-06,A10=3.29100E-07
第１７面
K=0.000,A4=5.57926E-05,A6=-2.76078E-06
第１８面
K=0.000,A4=1.63767E-04,A6=-7.83584E-06,A8=9.06245E-08

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.82 49.12
Ｆナンバー 3.19 4.91 6.00
画角 80.22 27.08 9.06
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 42.99 51.80 57.66
ＢＦ 5.51 5.18 4.72

d4 0.18 8.26 16.33
d10 16.03 8.33 1.58
d16 2.99 11.75 16.76
d18 3.65 3.37 2.88

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.39
2 5 -7.32
3 10 10.96
4 12 14.21

数値実施例９
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.07 14.80 48.79
Ｆナンバー 3.50 5.24 6.00
画角 38.57 14.06 4.54
像高 3.84 3.85 3.85

数値実施例１０
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.10 14.24 48.56
Ｆナンバー 6.01 8.67 11.00
画角 38.20 13.73 4.63
像高 3.79 3.81 3.83

数値実施例１１
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.14 15.85 49.07
Ｆナンバー 3.22 4.92 6.00
画角 38.82 13.38 4.49
像高 3.71 3.86 3.87

数値実施例１２
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.11 15.78 48.99
Ｆナンバー 3.24 4.95 6.00
画角 38.87 13.45 4.50
像高 3.71 3.87 3.87

数値実施例１３
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 16.02 49.23
Ｆナンバー 3.30 5.51 6.00
画角 38.83 13.49 4.50
像高 3.74 3.87 3.88

数値実施例１４
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.83 48.93
Ｆナンバー 3.21 4.92 6.00
画角 38.83 13.49 4.51
像高 3.74 3.86 3.87

数値実施例１５
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.83 49.08
Ｆナンバー 3.26 4.97 6.00
画角 38.82 13.49 4.53
像高 3.71 3.87 3.88

数値実施例１６
単位ｍｍ

各種データ
ズーム比 2.87
広角中間望遠
焦点距離 5.12 15.82 49.12
Ｆナンバー 3.19 4.91 6.00
画角 38.77 13.50 4.53
像高 3.72 3.87 3.88

以上の実施例１〜８の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図９〜図１６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、“ＦＩＹ”は半画角を示す。
なお、実施例９〜１６に関しては、それぞれ実施例１〜８と同様に構成されているので、収差図を省略する。

次に、上記各実施例における条件式（１）〜（８）の値を示す。
条件式実施例１実施例２実施例３実施例４
（１） 15.15 10.82 15.06 15.29
（２） 1.0〜4.0 1.0〜4.0 1.0〜4.0 1.0〜4.0
（３） 9.63 9.51 9.55 9.58
（４） -9.35 -11.71 -10.50 -10.43
（５） 5.81 -0.89 4.56 4.86
（６） 0.33 0.34 0.28 0.28
（７） -0.42 -3.86 -0.39 -0.41
（８） 0.46 0.44 0.55 0.55

条件式実施例５実施例６実施例７実施例８
（１） 15.16 15.13 14.91 14.82
（２） 1.0〜4.0 1.0〜4.0 1.0〜4.0 1.0〜4.0
（３） 9.61 9.55 9.59 9.59
（４） -12.19 -10.53 -10.54 -10.52
（５） 2.97 4.61 4.38 4.30
（６） 0.32 0.28 0.29 0.29
（７） -0.23 -0.39 -0.48 -0.49
（８） 0.68 0.55 0.57 0.56

各実施例にて、以下の構成としてもよい。

本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方、中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにすると良い。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。広角端での像高Ｉ_mwは、中間焦点距離状態の像高Ｉ_msや望遠端での像高Ｉ_mtよりも小さくなるようにしている。

また、ズームレンズにより撮影された画像の電気信号を、画像処理により倍率色収差による色のずれを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。ズームレンズの倍率色収差を電気的に補正することで、より良好な画像を得ることができるようになる。

一般に、電子スチルカメラにおいては被写体の像を、第１原色、第２原色、第３原色の３原色の像に分解して、それぞれの出力信号を演算により重ね合わせることによりカラー画像を再現するようにしている。ズームレンズに倍率色収差がある場合、第１原色の光による像を基準にして考えると、第２原色と第３原色の光による像が結像される位置は第１原色の像が結像される位置からずれることになる。電子的に画像の倍率色収差を補正するためには、第１原色に対する第２原色、第３原色の光の結像位置のずれの量をズームレンズの収差情報に基づいて撮像素子の各画素について予め求めておく。そして、撮影画像の各画素ごとに、第１原色とのズレ量だけ補正するよう座標変換を行ってやればよい。

例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の出力信号からなる画像について説明
すれば、Ｇに対するＲとＢの結像位置ずれを各画素について求めておき、Ｇとのずれがなくなるように撮影画像の座標変換を行い、その後にＲとＢの信号を出力してやればよい。

倍率色収差はズーム、フォーカス、絞り値によって変化するが、各レンズポジション（ズーム、フォーカス、絞り値）ごとに、この第１原色からの第２原色及び第３原色のずれ量を補正データとして記憶保持装置に記憶させておくとよい。ズームポジションに応じて、この補正データを参照することで、第１原色信号に対する第２及び第３原色のずれを補正した第２及び第３原色信号とを出力することができる。

また、ゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。

第１レンズ群の物体側、第１、２レンズ群間、第２、３レンズ群間、第３、４レンズ群間、最も像面側の群から像面間のいずれの場所に配置しても良い。枠部材によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を構成しても良い。また光学系に直接印刷しても塗装してもシールなどを接着してもかまわない。また、その形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。

また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。

また、ピント調節を行うためのフォーカシングは最も像面側の群が望ましい。最も像面側の群でフォーカシングを行うとレンズ重量が軽量なため、モータにかかる負荷が少ない。さらに、フォーカシング時に全長が変化しないし、鏡枠内部に駆動モータを配置できるため、鏡枠のコンパクト化に有利である。

上述のように最も像面側の群のフォーカシングが望ましいが、第１、２、３、４レンズ群でフォーカシングを行っても良い。また、複数のレンズ群を移動してフォーカシングを行っても良い。複数のレンズ群を動かすことで、フォーカシングによる性能劣化をより効率的に小さくできる。また、レンズ系全体を繰り出してフォーカスを行っても良いし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みしてフォーカスしても良い。

また、画像周辺部の明るさのかげり（シェーディング）をＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えても良い。また画像処理により画像周辺部の低下量を補正しても良い。

ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのためもともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多く、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減でき、なお良好な画像を得ることができるようになる。

特に、最近では高屈折率硝材が普及し収差補正効果が高いためカメラ光学系に多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。

接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平2-27301号、特開2001-324676号、特開2005-92115号、USP7116482等に開示されている。これらの文献では特に正先行ズームレンズの第１レンズ群内の接合レンズ面コートについて述べられており、本発明の正パワーの第１レンズ群内の接合レンズ面についてもこれら文献に開示されているごとく実施すればよい。

使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なＴａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂、ＣｅＯ₂、ＳｎＯ₂、
Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、Ｙ₂Ｏ₃などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂
Ｏ₃などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い
。当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。２層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。また第１レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。

図１７〜図２０は、以上のようなズームレンズを撮影光学系４１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１７はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１８は同後方正面図、図１９はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図１７と図１９においては、撮影光学系４１の非沈胴時を示している。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に位置するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７、焦点距離変更ボタン６１、設定変更スイッチ６２等を含み、撮影光学系４１の沈胴時には、カバー６０をスライドすることにより、撮影光学系４１とファインダー光学系４３とフラッシュ４６はそのカバー６０で覆われる。そして、カバー６０を開いてカメラ４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系４１は図１７の非沈胴状態になり、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、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４１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ーＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ４９の撮像面（光電変換面）上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１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４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２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５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー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、ＣＣＤ４９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４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。ファインダー用対物光学系５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と正立プリズム５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる正立プリズム系５５とから構成され、撮影光学系４１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５３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系５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム系５５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５９が配置されている。なお、接眼光学系５９の射出側にカバー部材５０が配置されている。

図２０は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一次記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。

図２０に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮影駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時メモリ１７に出力する回路である。

一次記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一次記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一次記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部２０は、液晶表示モニター４７を備え、その液晶表示モニター４７に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が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。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。

本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクトデジタルカメラだけ
ではなく、広い画角が必要な監視カメラや、レンズ交換式のカメラに適用してもよい。

また、以下のように条件式を変更する事で、より好ましい構成となる。
｜α_t−α_w｜＞９・・・(１)’
｜α_t−α_w｜＞１０・・・(１)”
５＜ｆ_t／ｆ_w＜４０・・・（３)’
７＜ｆ_t／ｆ_w＜３０・・・（３)”
各条件式の上限値のみ、もしくは下限値のみを新たな上限値、下限値としても良い。

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。本発明のズームレンズの実施例４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５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６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７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８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。実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。実施例６の無限遠物点合焦時の収差図である。実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。実施例８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１７のデジタルカメラの後方斜視図である。図１７のデジタルカメラの断面図である。図１７のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。

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…光学的ローパスフィルター
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
１２…操作部
１３…制御部
１４、１５…バス
１６…撮像駆動回路
１７…一次記憶メモリ
１８…画像処理部
１９…記憶媒体部
２０…表示部
２１…設定情報記憶メモリ部
２２…バス
２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッターボタン
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…正立プリズム系
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、…正立プリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
６０…カバー
６１…焦点距離変更ボタン
６２…設定変更スイッチ

Claims

少なくとも２つ以上の群を有し、各群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズと、電子撮像素子とを有し、前記ズームレンズは開口絞りよりも撮像素子側に少なくとも１つの正レンズを有し、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
｜α_t−α_w｜＞８・・・（１）
１．０×１０^-3＜Ｐ＜４．０×１０^-3 ・・・（２）
４＜ｆ_t／ｆ_w＜５０・・・（３）
ただし、ｆ_w：広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
ｆ_t：望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
α_w：広角端における最軸外×０．８の像高の主光線が撮像素子に入射するとき
光軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。また、光線高とは、光線がレンズ面に入射する位置と光軸との距離である。
α_t：望遠端における最軸外×０．８の像高の光線が撮像素子に入射するとき光
軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。
Ｐ：撮像素子の画素ピッチ（単位はｍｍ）
である。
請求項１に記載の電子撮像素子において、以下の条件式（４）、（５）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
−４０＜α_w＜−９・・・（４）
１．８＜α_t＜１０・・・（５）
ただし、α_w：広角端における最軸外×０．８の像高の主光線が撮像素子に入射するとき
光軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。また、光線高とは、光線がレンズ面に入射する位置と光軸との距離である。
α_t：望遠端における最軸外×０．８の像高の光線が撮像素子に入射するとき光
軸となす角度（°）で、撮像素子直前のレンズ面の光線高より撮像素子面の光線高が低い場合に正とする。
請求項１に記載の電子撮像素子において、以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
０．２５＜ｆ_sr／ｆ_t＜０．４１・・・（６）
ただし、ｆ_sr：最も撮像素子に近いレンズ群の焦点距離、
ｆ_t：望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子撮像装置において、ズームレンズの開口絞りが広角端から望遠端へ変倍するとき、撮像素子から遠ざかる方向へ移動することを特徴とする電子撮像装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズが、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、開口絞り、正の屈折力を持つ第３レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍するとき、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭まることを特徴とする電子撮像装置。
請求項５に記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズが、前記第３レンズ群と電子撮像素子の間に、正のパワーを持つ第４レンズ群を有することを特徴とする電子撮像装置。
請求項６に記載の電子撮像装置において、前記第４レンズ群は１枚の正レンズからなり、以下の条件式（７）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
−１＜（Ｒ_4r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_4r−Ｒ_4f）＜０・・・（７）
ただし、Ｒ_4r：前記第４レンズ群の正レンズの像面側の曲率半径、
Ｒ_4f：前記第４レンズ群の正レンズの物体側の曲率半径、
である。
請求項１又は請求項２に記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側より順に、負の第１レンズ群、開口絞り、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍するとき、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭まり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が広がるズームレンズであることを特徴とする電子撮像装置。
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の電子撮像装置において、前記第３レンズ群は最も物体側に非球面を有する正レンズを有し、そのレンズは以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする電子撮像装置。
０．２＜（Ｒ_3r＋Ｒ_3f）／（Ｒ_3r−Ｒ_3f）＜０．８・・・（８）
ただし、Ｒ_3r：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の曲率半径、
Ｒ_3f：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の曲率半径、
である。