JP2010152145A - ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ全長が短く非常に小型でありながら、解像度が高く、中倍程度のズーミング比が維持され、広角撮影に好適なだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有する高性能なズームレンズ系、撮像装置及びカメラを提供する。
【解決手段】物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系、撮像装置及びカメラ。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系、撮像装置及びカメラ。
【選択図】図１
Description
本発明は、ズームレンズ系、撮像装置及びカメラに関する。特に本発明は、レンズ全長が短く非常に小型でありながら、解像度が高く、３倍程度以上のズーミング比が維持され、広角撮影に好適なだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有する高性能なズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラに関する。
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の、光電変換を行う撮像素子を持つカメラ（以下、単にデジタルカメラという）に対するコンパクト化及び高性能化の要求は極めて強い。特に近年、収納性や可搬性を最優先した薄型のデジタルカメラが要求されてきている。このような薄型のデジタルカメラを実現するための手段の１つとして、物体からの光線を折り曲げるズームレンズ系が種々提案されている。
特許文献１は、物体より順に、ズーム時に固定で負の屈折力を有する第１レンズ群、ズーム時に固定で屈折力を持たない光路折り曲げのためのプリズムからなる第２レンズ群、ズーム時に移動し正の屈折力を有する第３レンズ群、ズーム時に移動し負の屈折力を有する第４レンズ群、及びズーム時に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群を備えたズームレンズを開示している。
特許文献２は、正のレンズ群、負のレンズ群及び絞りを有し、絞りより物体側に負のレンズ群が配置され、負のレンズ群が複数のレンズを接合した接合レンズを有し、該接合レンズを構成する少なくとも１つのレンズについて、その硝材の物性が２つの条件にて特定されており、光学系の光路を屈曲するためのプリズムを有する結像光学系を開示している。
特許文献３は、正のレンズ群、負のレンズ群及び絞りを有し、絞りより像面側に負のレンズ群が配置され、負のレンズ群が複数のレンズを接合した接合レンズを有し、該接合レンズを構成する少なくとも１つのレンズについて、その硝材の物性が３つの条件にて特定されており、光学系の光路を屈曲するためのプリズムを有する結像光学系を開示している。
特許文献４は、物体側からの光を撮像素子の像面に結像させる複数のレンズ群を有し、該複数のレンズ群は、物体側から像側に向かって順番に、負パワーを有する第１レンズ群、正パワーを有する第２レンズ群、負パワーを有する第３レンズ群及び正パワーを有する第４レンズ群を少なくとも含み、光軸方向に対し垂直な面内方向において、第２レンズ群が移動することで像面上の結像のブレが補正され、第１レンズ群には光軸変更素子が含まれている変倍光学系を開示している。
特開２００８−１９７５９４号公報
特開２００８−１９１３０６号公報
特開２００７−１０８７１５号公報
特開２００７−２７９１４７号公報
しかしながら、前記特許文献１〜３に開示のズームレンズや光学系はいずれも、３倍程度のズーミング比を有し、ある程度小型化されているものの、非常に薄型でコンパクトなだけでなく、広角撮影に充分に適用可能であるという、近年のデジタルカメラに対する要求を満足し得るものではない。さらに特許文献１〜３に開示のズームレンズや光学系は、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を兼備したものではない。
前記特許文献４に開示の光学系も、３倍程度のズーミング比を有し、ある程度小型化されているものの、非常に薄型でコンパクトなだけでなく、広角撮影に充分に適用可能であるという、近年のデジタルカメラに対する要求を満足し得るものではない。また特許文献４に開示の光学系は、ぶれ補正機能を有するものの、物体側から２番目の第２レンズ群を光軸方向に対して垂直な方向に移動させており、この第２レンズ群はズーミング時に移動するレンズ群であるため、光軸方向の移動と光軸に垂直な方向の移動の両方を行えるメカ構成にする必要があり、レンズ鏡筒が大型化してしまう。
本発明の目的は、レンズ全長が短く非常に小型でありながら、解像度が高く、中倍程度のズーミング比が維持され、広角撮影に好適なだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有する高性能なズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラを提供することである。
上記目的の１つは、以下のズームレンズ系により達成される。すなわち本発明は、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動する、ズームレンズ系
に関する。
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動する、ズームレンズ系
に関する。
上記目的の１つは、以下の撮像装置により達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、撮像装置
に関する。
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、撮像装置
に関する。
上記目的の１つは、以下のカメラにより達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、カメラ
に関する。
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、カメラ
に関する。
本発明によれば、レンズ全長（第１レンズ群の最物体側面から像面までの距離）が短く非常に小型でありながら、解像度が高く、３倍程度以上のズーミング比が維持され、広角撮影に好適なだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有する高性能なズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラを提供することができる。
（実施の形態１〜４）
図１、４、７及び１０は、各々実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。
図１、４、７及び１０は、各々実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。
図１、４、７及び１０は、いずれも無限遠合焦状態にあるズームレンズ系を表している。各図において、（ａ）図は広角端（最短焦点距離状態：焦点距離ｆW）のレンズ構成、（ｂ）図は中間位置（中間焦点距離状態：焦点距離ｆM＝√（ｆW＊ｆT））のレンズ構成、（ｃ）図は望遠端（最長焦点距離状態：焦点距離ｆT）のレンズ構成をそれぞれ表している。また各図において、（ａ）図と（ｂ）図との間に設けられた折れ線の矢印は、上から順に、広角端、中間位置、望遠端の各状態におけるレンズ群の位置を結んで得られる直線である。したがって、広角端と中間位置との間、中間位置と望遠端との間は、単純に直線で接続されているだけであり、実際の各レンズ群の動きとは異なる。さらに各図において、レンズ群に付された矢印は、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングを表す。すなわち、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際の移動方向を示している。
各実施の形態に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４とを備える。第１レンズ群Ｇ１中の第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）は、物体からの光線を折り曲げる、例えば物体からの軸上主光線を略９０°折り曲げる反射面を有するレンズ素子に相当し、反射面の位置は省略している。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系では、反射面を有するレンズ素子がプリズムであるが、該反射面を有するレンズ素子は、例えばミラー素子であってもよい。また、各実施の形態に係るズームレンズ系に配置されたプリズムはいずれも、後述するように、入射面及び出射面とも平面であるが、レンズ構成に応じて入射面及び出射面の少なくとも一方が凸面又は凹面であってもよい。
ズーミングに際して、各レンズ群の間隔、すなわち、前記第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔がいずれも変化するように、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は光軸に沿った方向にそれぞれ移動する。各実施の形態に係るズームレンズ系は、これら各レンズ群を所望のパワー配置にすることにより、高い光学性能を保持しつつ、レンズ系全体の小型化を可能にしている。
なお図１、４、７及び１０において、特定の面に付されたアスタリスク＊は、該面が非球面であることを示している。また各図において、各レンズ群の符号に付された記号（＋）及び記号（−）は、各レンズ群のパワーの符号に対応する。また各図において、最も右側に記載された直線は、像面Ｓの位置を表し、該像面Ｓの物体側（像面Ｓと第４レンズ群Ｇ４の最像側レンズ面との間）には、光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Ｐが設けられている。
さらに図１、４、７及び１０において、第２レンズ群Ｇ２の最物体側、すなわち、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に開口絞りＡが設けられており、該開口絞りＡは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に光軸上を移動する。
図１に示すように、実施の形態１に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、入射面及び出射面とも平面であり反射面を有する第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）と、両凹形状の第３レンズ素子Ｌ３と、両凸形状の第４レンズ素子Ｌ４とからなる。これらのうち、第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４とは接合されている。また、第１レンズ素子Ｌ１は、その像側面が非球面である。
実施の形態１に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第７レンズ素子Ｌ７と、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８とからなる。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７とは接合されている。また、第５レンズ素子Ｌ５及び第８レンズ素子Ｌ８はいずれも、その物体側面が非球面である。
また実施の形態１に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の第９レンズ素子Ｌ９のみからなる。この第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態１に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の第１０レンズ素子Ｌ１０のみからなる。この第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態１に係るズームレンズ系において、像面Ｓの物体側（像面Ｓと第１０レンズ素子Ｌ１０との間）には、平行平板Ｐが設けられている。
実施の形態１に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、望遠端での位置が広角端での位置よりも物体側となるように移動し、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、像面に対して固定される。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
図４に示すように、実施の形態２に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、入射面及び出射面とも平面であり反射面を有する第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）と、両凹形状の第３レンズ素子Ｌ３と、両凸形状の第４レンズ素子Ｌ４とからなる。これらのうち、第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４とは接合されている。また、第１レンズ素子Ｌ１は、その両面が非球面である。
実施の形態２に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第７レンズ素子Ｌ７と、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８とからなる。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７とは接合されている。また、第５レンズ素子Ｌ５及び第８レンズ素子Ｌ８はいずれも、その物体側面が非球面である。
また実施の形態２に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の第９レンズ素子Ｌ９のみからなる。この第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態２に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の第１０レンズ素子Ｌ１０のみからなる。この第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態２に係るズームレンズ系において、像面Ｓの物体側（像面Ｓと第１０レンズ素子Ｌ１０との間）には、平行平板Ｐが設けられている。
実施の形態２に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、望遠端での位置が広角端での位置よりも物体側となるように移動し、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、像面に対して固定される。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
図７に示すように、実施の形態３に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、入射面及び出射面とも平面であり反射面を有する第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）と、両凹形状の第３レンズ素子Ｌ３と、両凸形状の第４レンズ素子Ｌ４とからなる。これらのうち、第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４とは接合されている。また、第１レンズ素子Ｌ１は、その両面が非球面である。
実施の形態３に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第７レンズ素子Ｌ７と、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８とからなる。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７とは接合されている。また、第５レンズ素子Ｌ５及び第８レンズ素子Ｌ８はいずれも、その物体側面が非球面である。
また実施の形態３に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の第９レンズ素子Ｌ９のみからなる。この第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態３に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の第１０レンズ素子Ｌ１０のみからなる。この第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態３に係るズームレンズ系において、像面Ｓの物体側（像面Ｓと第１０レンズ素子Ｌ１０との間）には、平行平板Ｐが設けられている。
実施の形態３に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、望遠端での位置が広角端での位置よりも物体側となるように移動し、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、像面に対して固定される。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
図１０に示すように、実施の形態４に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、入射面及び出射面とも平面であり反射面を有する第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）と、両凹形状の第３レンズ素子Ｌ３と、両凸形状の第４レンズ素子Ｌ４とからなる。これらのうち、第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４とは接合されている。また、第１レンズ素子Ｌ１は、その両面が非球面である。
実施の形態４に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第７レンズ素子Ｌ７と、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８とからなる。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７とは接合されている。また、第５レンズ素子Ｌ５及び第８レンズ素子Ｌ８はいずれも、その物体側面が非球面である。
また実施の形態４に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の第９レンズ素子Ｌ９のみからなる。この第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態４に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の第１０レンズ素子Ｌ１０のみからなる。この第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態４に係るズームレンズ系において、像面Ｓの物体側（像面Ｓと第１０レンズ素子Ｌ１０との間）には、平行平板Ｐが設けられている。
実施の形態４に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、望遠端での位置が広角端での位置よりも物体側となるように移動し、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、像面に対して固定される。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４とが配置され、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、少なくとも第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動して変倍し、かつ第４レンズ群Ｇ４又は該第４レンズ群Ｇ４の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するので、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系は、レンズ枚数が少なく、コンパクトであるだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することが可能なズームレンズ系である。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動しないので、該ズームレンズ系を収納するレンズ鏡筒として、ズーミングによる形状変化がないレンズ鏡筒を使用することができ、形状の自由度が高く、かつ耐衝撃性に優れたカメラを製造することが可能である。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、第１レンズ群Ｇ１が、物体からの光線を折り曲げることができる、例えば物体からの軸上主光線を略９０°折り曲げることができる反射面を有する第２レンズ素子Ｌ２（プリズム）を含んでいるので、撮像状態において、ズームレンズ系を物体からの軸上光線の光軸方向に薄く構成することが可能である。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、開口絞りＡが第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されているので、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２のレンズ径を小さくすることがでる。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、第４レンズ群Ｇ４が非球面を有する１枚のレンズ素子で構成されているので、レンズ全長が短くコンパクトな構成とすることができるだけでなく、レンズ素子１枚であっても、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正する際に、像面性が低下を充分に抑制することができる。
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４のうち、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿ってそれぞれ移動させてズーミングを行うが、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４のうち、前記したように、第４レンズ群Ｇ４又は該第４レンズ群Ｇ４の一部のサブレンズ群を光軸に直交する方向に移動させることによって、全系の振動による像点移動を補正する、すなわち、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することができる。
全系の振動による像点移動を補正する際に、第４レンズ群Ｇ４が光軸に直交する方向に移動することにより、ズームレンズ系全体の大型化を抑制してコンパクトに構成しながら、偏心コマ収差や偏心非点収差が小さい優れた結像特性を維持して像ぶれの補正を行うことができる。
なお、前記各レンズ群の一部のサブレンズ群とは、１つのレンズ群が複数のレンズ素子で構成される場合、該複数のレンズ素子のうち、いずれか１枚のレンズ素子又は隣り合った複数のレンズ素子をいう。実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、第４レンズ群Ｇ４は第１０レンズ素子Ｌ１０のみで構成されているので、該第１０レンズ素子Ｌ１０が光軸に直交する方向に移動している。
以下、例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のごときズームレンズ系が満足することが好ましい条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。
例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とを備え、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が光軸に直交する方向に移動する（以下、このレンズ構成を、実施の形態の基本構成という）ズームレンズ系は、以下の条件（１）を満足することが好ましい。
−２．１＜ｆG4／ｆG3＜−１．０ ・・・（１）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
ｆG3：第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆG4：第４レンズ群の合成焦点距離、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。
−２．１＜ｆG4／ｆG3＜−１．０ ・・・（１）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
ｆG3：第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆG4：第４レンズ群の合成焦点距離、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。
前記条件（１）は、第３レンズ群の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離とに関する条件である。条件（１）の下限を下回ると、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群を光軸に直交する方向に移動させることによって、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正する際の像面性が低下する恐れがある。逆に条件（１）の上限を上回ると、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群を光軸に直交する方向に移動させることによって、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正する際の第４レンズ群の移動量が大きくなり、レンズ系を小型化することが困難になる恐れがある。
なお、さらに以下の条件（１）’及び（１）’’の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
−１．９＜ｆG4／ｆG3 ・・・（１）’
ｆG4／ｆG3＜−１．２ ・・・（１）’’
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
−１．９＜ｆG4／ｆG3 ・・・（１）’
ｆG4／ｆG3＜−１．２ ・・・（１）’’
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
また、前記条件（１）、（１）’及び（１）’’は、以下の条件において満足することがより望ましい。
ｆT／ｆW≧４．０
ｆT／ｆW≧４．０
例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件（２）を満足することが好ましい。
０．２５＜１−β4T＜０．５５ ・・・（２）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
β4T：望遠端かつ無限遠合焦状態における第４レンズ群の横倍率、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。
０．２５＜１−β4T＜０．５５ ・・・（２）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
β4T：望遠端かつ無限遠合焦状態における第４レンズ群の横倍率、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。
前記条件（２）は、第４レンズ群の光軸に直交する方向への移動量に対して、像が光軸に直交する方向にシフトする割合を規定する条件である。条件（２）の下限を下回ると、所定量だけ像をシフトさせるのに必要な第４レンズ群の移動量が大きくなり、第４レンズ群をシフトさせるための駆動系が大きくなってしまい、その結果レンズ系を小型化することが困難になる恐れがある。逆に条件（２）の上限を上回ると、第４レンズ群のパワーが強くなりすぎ、第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群を光軸に直交する方向に移動させることによって、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正する際の像面湾曲が悪化する恐れがある。
なお、さらに以下の条件（２）’及び（２）’’の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
０．２８＜１−β4T ・・・（２）’
１−β4T＜０．４９ ・・・（２）’’
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
０．２８＜１−β4T ・・・（２）’
１−β4T＜０．４９ ・・・（２）’’
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
また、前記条件（２）、（２）’及び（２）’’は、以下の条件において満足することがより望ましい。
ｆT／ｆW≧４．０
ｆT／ｆW≧４．０
実施の形態１〜４に係るズームレンズ系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子（すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子）のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。特に、屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子において、屈折率の異なる媒質の界面に回折構造を形成すると、回折効率の波長依存性が改善されるので、好ましい。
さらに各実施の形態では、像面Ｓの物体側（像面Ｓと第４レンズ群Ｇ４の最像側レンズ面との間）には、光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Ｐを配置する構成を示したが、このローパスフィルタとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。
（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５に係るデジタルスチルカメラの概略構成図である。図１３において、デジタルスチルカメラは、ズームレンズ系１とＣＣＤである撮像素子２とを含む撮像装置と、液晶モニタ３と、筐体４とから構成される。ズームレンズ系１として、実施の形態１に係るズームレンズ系が用いられている。図１３において、ズームレンズ系１は、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。筐体４は、前側にズームレンズ系１が配置され、ズームレンズ系１の後側には、撮像素子２が配置されている。筐体４の後側に液晶モニタ３が配置され、ズームレンズ系１による被写体の光学的な像が像面Ｓに形成される。
図１３は、実施の形態５に係るデジタルスチルカメラの概略構成図である。図１３において、デジタルスチルカメラは、ズームレンズ系１とＣＣＤである撮像素子２とを含む撮像装置と、液晶モニタ３と、筐体４とから構成される。ズームレンズ系１として、実施の形態１に係るズームレンズ系が用いられている。図１３において、ズームレンズ系１は、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。筐体４は、前側にズームレンズ系１が配置され、ズームレンズ系１の後側には、撮像素子２が配置されている。筐体４の後側に液晶モニタ３が配置され、ズームレンズ系１による被写体の光学的な像が像面Ｓに形成される。
こうして、デジタルスチルカメラに実施の形態１に係るズームレンズ系を用いることにより、解像度及び像面湾曲を補正する能力が高く、非使用時のレンズ全長が短い小型のデジタルスチルカメラを提供することができる。なお、図１３に示したデジタルスチルカメラには、実施の形態１に係るズームレンズ系の替わりに実施の形態２〜４に係るズームレンズ系のいずれかを用いてもよい。また、図１３に示したデジタルスチルカメラの光学系は、動画像を対象とするデジタルビデオカメラに用いることもできる。この場合、静止画像だけでなく、解像度の高い動画像を撮影することができる。
なお、本実施の形態５に係るデジタルスチルカメラでは、ズームレンズ系１として実施の形態１〜４に係るズームレンズ系を示したが、これらのズームレンズ系は、全てのズーミング域を使用する必要はない。すなわち、所望のズーミング域に応じて、光学性能が確保されている範囲を切り出し、実施の形態１〜４で説明したズームレンズ系よりも低倍率のズームレンズ系として使用してもよい。
また、以上説明した実施の形態１〜４に係るズームレンズ系と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子とから構成される撮像装置を、携帯電話機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等に適用することもできる。
以下、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
ここで、κは円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０は、それぞれ４次、６次、８次及び１０次の非球面係数である。
図２、５、８及び１１は、各々実施の形態１〜４に係るズームレンズ系の縦収差図である。
各縦収差図において、（ａ）図は広角端、（ｂ）図は中間位置、（ｃ）図は望遠端における各収差を表す。各縦収差図は、左側から順に、球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、Ｆで示す）を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。非点収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表し、実線はサジタル平面（図中、ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表す。
また図３、６、９及び１２は、各々実施の形態１〜４に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
各横収差図において、上段３つの収差図は、望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態、下段３つの収差図は、第４レンズ群Ｇ４全体を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における像ぶれ補正状態に、それぞれ対応する。基本状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の７５％の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７５％の像点における横収差に、それぞれ対応する。像ぶれ補正状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の７５％の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７５％の像点における横収差に、それぞれ対応する。また各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。なお各横収差図において、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第４レンズ群Ｇ４の光軸とを含む平面としている。
なお、各実施例のズームレンズ系について、望遠端における、像ぶれ補正状態での第４レンズ群Ｇ４の光軸と垂直な方向への移動量は、以下に示すとおりである。
実施例１ ０．３２７ｍｍ
実施例２ ０．３７７ｍｍ
実施例３ ０．４１５ｍｍ
実施例４ ０．２７８ｍｍ
実施例１ ０．３２７ｍｍ
実施例２ ０．３７７ｍｍ
実施例３ ０．４１５ｍｍ
実施例４ ０．２７８ｍｍ
撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が０．３°だけ傾いた場合の像偏心量は、第４レンズ群Ｇ４全体が光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、＋７５％像点における横収差と−７５％像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、像ぶれ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズ系の像ぶれ補正角が同じ場合には、ズームレンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、０．３°までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な像ぶれ補正を行うことが可能である。
（数値実施例１）
数値実施例１のズームレンズ系は、図１に示した実施の形態１に対応する。数値実施例１のズームレンズ系の面データを表１に、非球面データを表２に、各種データを表３に示す。
数値実施例１のズームレンズ系は、図１に示した実施の形態１に対応する。数値実施例１のズームレンズ系の面データを表１に、非球面データを表２に、各種データを表３に示す。
表 １（面データ）
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 20.29870 0.70000 1.80470 41.0
2* 9.12120 2.30360
3 ∞ 8.76000 1.84666 23.8
4 ∞ 1.55580
5 -9.88260 0.40000 1.72916 54.7
6 18.44150 1.32940 1.84666 23.8
7 -61.66310 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 8.05600 2.39450 1.51443 63.3
10 -55.46670 0.30000
11 9.52760 2.55560 1.49700 81.6
12 -15.06270 0.40000 1.80610 33.3
13 14.77460 0.54890
14* 18.21700 1.79420 1.51443 63.3
15 -13.27360 可変
16* -24.99250 0.70000 1.60602 57.4
17 6.02440 可変
18* 12.16420 2.78040 1.60602 57.4
19* -23.38690 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 20.29870 0.70000 1.80470 41.0
2* 9.12120 2.30360
3 ∞ 8.76000 1.84666 23.8
4 ∞ 1.55580
5 -9.88260 0.40000 1.72916 54.7
6 18.44150 1.32940 1.84666 23.8
7 -61.66310 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 8.05600 2.39450 1.51443 63.3
10 -55.46670 0.30000
11 9.52760 2.55560 1.49700 81.6
12 -15.06270 0.40000 1.80610 33.3
13 14.77460 0.54890
14* 18.21700 1.79420 1.51443 63.3
15 -13.27360 可変
16* -24.99250 0.70000 1.60602 57.4
17 6.02440 可変
18* 12.16420 2.78040 1.60602 57.4
19* -23.38690 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
表 ２（非球面データ）
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-4.14435E-05, A6=-1.42629E-06, A8= 8.46111E-08
A10=-1.65884E-09
第9面
K=-5.37131E-01, A4= 1.10009E-04, A6=-7.66573E-07, A8= 1.26355E-07
A10=-4.74800E-10
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-9.53499E-04, A6=-2.03088E-06, A8=-5.12543E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4= 2.24120E-04, A6=-2.16424E-05, A8= 2.46375E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 3.24834E-04, A6= 5.65419E-06, A8=-4.96504E-08
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 5.49934E-04, A6=-3.71238E-06, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-4.14435E-05, A6=-1.42629E-06, A8= 8.46111E-08
A10=-1.65884E-09
第9面
K=-5.37131E-01, A4= 1.10009E-04, A6=-7.66573E-07, A8= 1.26355E-07
A10=-4.74800E-10
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-9.53499E-04, A6=-2.03088E-06, A8=-5.12543E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4= 2.24120E-04, A6=-2.16424E-05, A8= 2.46375E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 3.24834E-04, A6= 5.65419E-06, A8=-4.96504E-08
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 5.49934E-04, A6=-3.71238E-06, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
表 ３（各種データ）
ズーム比 4.49999
広角 中間 望遠
焦点距離 6.1719 10.9699 27.7733
Ｆナンバー 3.41944 4.76199 6.09949
画角 35.3519 19.9384 7.8018
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8801 54.8866 54.8404
ＢＦ 0.38005 0.38658 0.34042
d7 16.3236 9.9741 0.9000
d15 3.8000 5.0398 14.8262
d17 4.1540 9.2637 8.5514
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.34735
2 8 9.45624
3 16 -7.94247
4 18 13.60585
ズーム比 4.49999
広角 中間 望遠
焦点距離 6.1719 10.9699 27.7733
Ｆナンバー 3.41944 4.76199 6.09949
画角 35.3519 19.9384 7.8018
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8801 54.8866 54.8404
ＢＦ 0.38005 0.38658 0.34042
d7 16.3236 9.9741 0.9000
d15 3.8000 5.0398 14.8262
d17 4.1540 9.2637 8.5514
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.34735
2 8 9.45624
3 16 -7.94247
4 18 13.60585
（数値実施例２）
数値実施例２のズームレンズ系は、図４に示した実施の形態２に対応する。数値実施例２のズームレンズ系の面データを表４に、非球面データを表５に、各種データを表６に示す。
数値実施例２のズームレンズ系は、図４に示した実施の形態２に対応する。数値実施例２のズームレンズ系の面データを表４に、非球面データを表５に、各種データを表６に示す。
表 ４（面データ）
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.05460 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.79480
5 -7.29300 0.40000 1.72916 54.7
6 51.67020 1.25610 1.84666 23.8
7 -16.01680 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 6.31610 1.79240 1.51443 63.3
10 -31.94710 1.15530
11 14.47630 1.68690 1.49700 81.6
12 -9.23390 0.40000 1.80610 33.3
13 12.37640 0.34220
14* 12.64190 1.68910 1.51443 63.3
15 -9.65280 可変
16* -18.02530 1.00000 1.60602 57.4
17 9.41540 可変
18* 12.04590 2.31880 1.60602 57.4
19* -37.52260 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.05460 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.79480
5 -7.29300 0.40000 1.72916 54.7
6 51.67020 1.25610 1.84666 23.8
7 -16.01680 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 6.31610 1.79240 1.51443 63.3
10 -31.94710 1.15530
11 14.47630 1.68690 1.49700 81.6
12 -9.23390 0.40000 1.80610 33.3
13 12.37640 0.34220
14* 12.64190 1.68910 1.51443 63.3
15 -9.65280 可変
16* -18.02530 1.00000 1.60602 57.4
17 9.41540 可変
18* 12.04590 2.31880 1.60602 57.4
19* -37.52260 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
表 ５（非球面データ）
第1面
K= 0.00000E+00, A4= 1.01532E-04, A6= 6.38228E-06, A8=-7.41560E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4= 1.33841E-05, A6= 6.04275E-06, A8= 3.07502E-07
A10=-4.24528E-09
第9面
K=-8.55586E-01, A4= 2.51345E-04, A6=-6.61856E-06, A8= 1.04518E-06
A10=-4.26656E-08
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-1.30679E-03, A6=-3.99207E-07, A8=-1.18313E-06
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4=-5.52385E-05, A6= 2.81045E-05, A8=-2.69002E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 7.91723E-04, A6=-3.20236E-06, A8= 7.90273E-08
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 1.29141E-03, A6=-1.28340E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
第1面
K= 0.00000E+00, A4= 1.01532E-04, A6= 6.38228E-06, A8=-7.41560E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4= 1.33841E-05, A6= 6.04275E-06, A8= 3.07502E-07
A10=-4.24528E-09
第9面
K=-8.55586E-01, A4= 2.51345E-04, A6=-6.61856E-06, A8= 1.04518E-06
A10=-4.26656E-08
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-1.30679E-03, A6=-3.99207E-07, A8=-1.18313E-06
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4=-5.52385E-05, A6= 2.81045E-05, A8=-2.69002E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 7.91723E-04, A6=-3.20236E-06, A8= 7.90273E-08
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 1.29141E-03, A6=-1.28340E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
表 ６（各種データ）
ズーム比 3.00001
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 8.7600 15.1800
Ｆナンバー 3.42036 4.64963 6.09956
画角 41.0695 24.2213 14.0117
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 46.3698 46.3498 46.3822
ＢＦ 0.36982 0.34977 0.38215
d7 11.1644 5.8484 0.9000
d15 3.6000 4.9090 9.7442
d17 2.6000 6.6070 6.7202
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -7.03470
2 8 8.88480
3 16 -10.06718
4 18 15.31701
ズーム比 3.00001
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 8.7600 15.1800
Ｆナンバー 3.42036 4.64963 6.09956
画角 41.0695 24.2213 14.0117
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 46.3698 46.3498 46.3822
ＢＦ 0.36982 0.34977 0.38215
d7 11.1644 5.8484 0.9000
d15 3.6000 4.9090 9.7442
d17 2.6000 6.6070 6.7202
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -7.03470
2 8 8.88480
3 16 -10.06718
4 18 15.31701
（数値実施例３）
数値実施例３のズームレンズ系は、図７に示した実施の形態３に対応する。数値実施例３のズームレンズ系の面データを表７に、非球面データを表８に、各種データを表９に示す。
数値実施例３のズームレンズ系は、図７に示した実施の形態３に対応する。数値実施例３のズームレンズ系の面データを表７に、非球面データを表８に、各種データを表９に示す。
表 ７（面データ）
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.67540 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.94650
5 -8.36760 0.40000 1.72916 54.7
6 80.26640 1.31620 1.84666 23.8
7 -17.33310 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 7.35140 3.62170 1.51443 63.3
10 -23.06860 0.30000
11 13.55180 1.98760 1.49700 81.6
12 -13.34550 0.40000 1.80610 33.3
13 11.42200 0.86790
14* 12.64190 1.81530 1.51443 63.3
15 -16.00290 可変
16* -30.44990 1.00000 1.60602 57.4
17 8.15580 可変
18* 20.79540 2.75300 1.60602 57.4
19* -16.91680 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.67540 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.94650
5 -8.36760 0.40000 1.72916 54.7
6 80.26640 1.31620 1.84666 23.8
7 -17.33310 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 7.35140 3.62170 1.51443 63.3
10 -23.06860 0.30000
11 13.55180 1.98760 1.49700 81.6
12 -13.34550 0.40000 1.80610 33.3
13 11.42200 0.86790
14* 12.64190 1.81530 1.51443 63.3
15 -16.00290 可変
16* -30.44990 1.00000 1.60602 57.4
17 8.15580 可変
18* 20.79540 2.75300 1.60602 57.4
19* -16.91680 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
表 ８（非球面データ）
第1面
K= 0.00000E+00, A4=-5.80957E-05, A6= 5.75334E-06, A8=-4.57318E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-1.53579E-04, A6= 3.15322E-06, A8= 1.87487E-07
A10=-2.34224E-09
第9面
K= 2.72796E-01, A4=-2.60368E-04, A6=-6.79034E-06, A8= 8.12022E-08
A10=-4.68069E-09
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-6.83488E-04, A6=-2.18640E-06, A8=-2.68525E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4=-1.22448E-05, A6=-4.57264E-06, A8=-6.27660E-09
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 1.96392E-04, A6=-4.52179E-06, A8=-2.50220E-07
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 5.97787E-04, A6=-2.33004E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
第1面
K= 0.00000E+00, A4=-5.80957E-05, A6= 5.75334E-06, A8=-4.57318E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-1.53579E-04, A6= 3.15322E-06, A8= 1.87487E-07
A10=-2.34224E-09
第9面
K= 2.72796E-01, A4=-2.60368E-04, A6=-6.79034E-06, A8= 8.12022E-08
A10=-4.68069E-09
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-6.83488E-04, A6=-2.18640E-06, A8=-2.68525E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4=-1.22448E-05, A6=-4.57264E-06, A8=-6.27660E-09
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 1.96392E-04, A6=-4.52179E-06, A8=-2.50220E-07
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 5.97787E-04, A6=-2.33004E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
表 ９（各種データ）
ズーム比 4.35998
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 10.9694 22.0616
Ｆナンバー 3.41995 5.39056 6.10017
画角 40.9469 19.4263 9.6732
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8826 54.8454 54.8651
ＢＦ 0.38267 0.34548 0.36524
d7 17.0121 8.2170 0.9000
d15 3.6000 4.9358 12.0735
d17 2.6796 10.1389 10.3182
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.24413
2 8 10.24622
3 16 -10.51211
4 18 15.82879
ズーム比 4.35998
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 10.9694 22.0616
Ｆナンバー 3.41995 5.39056 6.10017
画角 40.9469 19.4263 9.6732
像高 3.8300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8826 54.8454 54.8651
ＢＦ 0.38267 0.34548 0.36524
d7 17.0121 8.2170 0.9000
d15 3.6000 4.9358 12.0735
d17 2.6796 10.1389 10.3182
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.24413
2 8 10.24622
3 16 -10.51211
4 18 15.82879
（数値実施例４）
数値実施例４のズームレンズ系は、図１０に示した実施の形態４に対応する。数値実施例４のズームレンズ系の面データを表１０に、非球面データを表１１に、各種データを表１２に示す。
数値実施例４のズームレンズ系は、図１０に示した実施の形態４に対応する。数値実施例４のズームレンズ系の面データを表１０に、非球面データを表１１に、各種データを表１２に示す。
表 １０（面データ）
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.84280 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.65900
5 -8.81320 0.40000 1.72916 54.7
6 46.52790 1.38800 1.84666 23.8
7 -19.52110 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 7.44880 3.63340 1.51443 63.3
10 -27.36940 0.35780
11 11.74260 2.11680 1.49700 81.6
12 -13.21450 0.40000 1.80610 33.3
13 11.19570 0.42130
14* 12.64190 1.79540 1.51443 63.3
15 -15.80390 可変
16* -22.33870 1.00000 1.60602 57.4
17 6.88070 可変
18* 11.22100 3.27260 1.60602 57.4
19* -17.08940 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1* 32.16900 0.50000 1.85976 40.6
2* 8.84280 2.40000
3 ∞ 8.20000 1.90366 31.3
4 ∞ 1.65900
5 -8.81320 0.40000 1.72916 54.7
6 46.52790 1.38800 1.84666 23.8
7 -19.52110 可変
8(絞り) ∞ -0.20000
9* 7.44880 3.63340 1.51443 63.3
10 -27.36940 0.35780
11 11.74260 2.11680 1.49700 81.6
12 -13.21450 0.40000 1.80610 33.3
13 11.19570 0.42130
14* 12.64190 1.79540 1.51443 63.3
15 -15.80390 可変
16* -22.33870 1.00000 1.60602 57.4
17 6.88070 可変
18* 11.22100 3.27260 1.60602 57.4
19* -17.08940 3.00000
20 ∞ 0.90000 1.51680 64.2
21 ∞ (BF)
像面 ∞
表 １１（非球面データ）
第1面
K= 0.00000E+00, A4=-1.01669E-04, A6= 6.67457E-06, A8=-5.20404E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-2.01288E-04, A6= 4.19898E-06, A8= 1.75627E-07
A10=-2.12548E-09
第9面
K= 4.31402E-01, A4=-2.47963E-04, A6=-8.89222E-06, A8= 2.13615E-07
A10=-9.80776E-09
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-7.68546E-04, A6=-2.35540E-06, A8=-4.09337E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4= 1.09701E-04, A6= 1.20136E-05, A8=-1.27262E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 2.30030E-04, A6= 7.28810E-07, A8=-2.88100E-07
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 7.77861E-04, A6=-2.13214E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
第1面
K= 0.00000E+00, A4=-1.01669E-04, A6= 6.67457E-06, A8=-5.20404E-08
A10= 0.00000E+00
第2面
K= 0.00000E+00, A4=-2.01288E-04, A6= 4.19898E-06, A8= 1.75627E-07
A10=-2.12548E-09
第9面
K= 4.31402E-01, A4=-2.47963E-04, A6=-8.89222E-06, A8= 2.13615E-07
A10=-9.80776E-09
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-7.68546E-04, A6=-2.35540E-06, A8=-4.09337E-07
A10= 0.00000E+00
第16面
K= 0.00000E+00, A4= 1.09701E-04, A6= 1.20136E-05, A8=-1.27262E-06
A10= 0.00000E+00
第18面
K= 0.00000E+00, A4= 2.30030E-04, A6= 7.28810E-07, A8=-2.88100E-07
A10= 0.00000E+00
第19面
K= 0.00000E+00, A4= 7.77861E-04, A6=-2.13214E-05, A8= 0.00000E+00
A10= 0.00000E+00
表 １２（各種データ）
ズーム比 4.35970
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 10.9688 22.0602
Ｆナンバー 3.42015 5.33715 6.09987
画角 40.1023 19.5124 9.6954
像高 3.7300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8782 54.8645 54.8790
ＢＦ 0.37823 0.36451 0.37897
d7 17.0557 8.0561 0.9000
d15 3.6000 5.5359 12.7897
d17 2.6000 9.6637 9.5660
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.37748
2 8 10.04190
3 16 -8.56958
4 18 11.68678
ズーム比 4.35970
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0600 10.9688 22.0602
Ｆナンバー 3.42015 5.33715 6.09987
画角 40.1023 19.5124 9.6954
像高 3.7300 3.8300 3.8300
レンズ全長 54.8782 54.8645 54.8790
ＢＦ 0.37823 0.36451 0.37897
d7 17.0557 8.0561 0.9000
d15 3.6000 5.5359 12.7897
d17 2.6000 9.6637 9.5660
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.37748
2 8 10.04190
3 16 -8.56958
4 18 11.68678
以下の表１３に、各数値実施例のズームレンズ系における各条件の対応値を示す。
表 １３（条件の対応値）
本発明に係るズームレンズ系は、デジタルカメラ、携帯電話機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特にデジタルカメラ等の高画質が要求される撮影光学系に好適である。
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
Ｌ１ 第１レンズ素子
Ｌ２ 第２レンズ素子（プリズム）
Ｌ３ 第３レンズ素子
Ｌ４ 第４レンズ素子
Ｌ５ 第５レンズ素子
Ｌ６ 第６レンズ素子
Ｌ７ 第７レンズ素子
Ｌ８ 第８レンズ素子
Ｌ９ 第９レンズ素子
Ｌ１０ 第１０レンズ素子
Ａ 開口絞り
Ｐ 平行平板
Ｓ 像面
１ ズームレンズ系
２ 撮像素子
３ 液晶モニタ
４ 筐体
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ素子
Ｌ２ 第２レンズ素子（プリズム）
Ｌ３ 第３レンズ素子
Ｌ４ 第４レンズ素子
Ｌ５ 第５レンズ素子
Ｌ６ 第６レンズ素子
Ｌ７ 第７レンズ素子
Ｌ８ 第８レンズ素子
Ｌ９ 第９レンズ素子
Ｌ１０ 第１０レンズ素子
Ａ 開口絞り
Ｐ 平行平板
Ｓ 像面
１ ズームレンズ系
２ 撮像素子
３ 液晶モニタ
４ 筐体
Claims (9)
- 物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動する、ズームレンズ系。 - 以下の条件（１）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
−２．１＜ｆG4／ｆG3＜−１．０ ・・・（１）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
ｆG3：第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆG4：第４レンズ群の合成焦点距離、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。 - 以下の条件（２）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
０．２５＜１−β4T＜０．５５ ・・・（２）
（ただし、ｆT／ｆW≧３．０である）
ここで、
β4T：望遠端かつ無限遠合焦状態における第４レンズ群の横倍率、
ｆT：望遠端での全系の焦点距離、
ｆW：広角端での全系の焦点距離
である。 - 第４レンズ群が、非球面を有する１枚のレンズ素子で構成される、請求項１に記載のズームレンズ系。
- 撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群及び第４レンズ群が光軸に沿って移動しない、請求項１に記載のズームレンズ系。
- 第１レンズ群が、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含む、請求項１に記載のズームレンズ系。
- 開口絞りが、第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置された、請求項１に記載のズームレンズ系。
- 物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、撮像装置。 - 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
前記ズームレンズ系が、
物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とからなり、
撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群及び第３レンズ群を光軸に沿って移動させて変倍を行い、
前記第４レンズ群又は該第４レンズ群の一部のサブレンズ群が、光軸に直交する方向に移動するズームレンズ系である、カメラ。
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|---|---|---|---|
| JP2008330999A JP2010152145A (ja) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
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