JP2016133764A - ズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 - Google Patents

ズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 Download PDF

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淳雄 増井
泰成 福田
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泰成 福田
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Abstract

【課題】広角端の画角が１００°を越えるズームレンズにおいて小型化を達成しつつ、ズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供する。【解決手段】ズームレンズＺＬは、負の第１群Ｇｒ１と正の第２群Ｇｒ２を有し、広角端Ｗから望遠端Ｔへの変倍時に、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔が減少し、絞りＳＴが第２群Ｇｒ２と一体で移動する。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒからなり、後群Ｇｒ１Ｒの最物体側面が物体側に向かって凸であり、後群Ｇｒ１Ｒの最像側面が像側に向かって凹であり、条件式：−１０＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜−１．５，５＜｜νｐ−νｎ｜＜６０（ＣＲ１，ＣＲ２：後群Ｇｒ１Ｒの最物体側面，最像側面の曲率半径、νｐ，νｎ：後群Ｇｒ１Ｒ内の正レンズ，負レンズの分散を表すアッベ数）を満足する。【選択図】図１

Description

本発明はズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、変倍機能を有する撮像光学系のなかでも広角端の画角が１００°を越える場合に最適なズームレンズに関するものであり、そのズームレンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
従来より、撮像光学系に好適なズームレンズとして、以下のようなものが提案されている。
特開２０１２−０４２７９２号公報 特開２０１２−１０８２７９号公報
一般に広角端の画角が１００°を越えるようなズームレンズにおいては、第１群内を通過する軸上マージナル光線の通過位置が広角端で低くなるため、レンズの変倍比を大きくすると、変倍による軸上色収差の変動が大きくなる傾向がある。軸上色収差の変動を抑えるためには、第１群内に色消しのためのレンズを追加することが有効であるが、それにより径の大きなレンズが増えてしまい、コストアップやレンズの大型化につながることになる。
特許文献１記載のズームレンズでは、軸上色収差補正のために第１群内に色消しのためのレンズを追加している。しかし、色消しレンズの最像側面の形状が軸上色収差補正に最適な形状になっていないので、十分な色収差補正効果が得られていない。また、特許文献２記載のズームレンズでは、色消しレンズの形状が軸上色収差補正に有利になっているが、屈折力が大きすぎるために軸外収差の増大、レンズの大型化につながっている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、広角端の画角が１００°を越えるズームレンズにおいて小型化を達成しつつ、ズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明のズームレンズは、複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
物体側から順に、負パワーの第１群と、正パワーの第２群と、を少なくとも有し、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第１群と前記第２群との間隔が減少し、絞りが前記第２群と一体で移動し、
前記第１群が、物体側から順に、２枚以下の負レンズからなる前群と、物体側から順に正レンズと負レンズの２つのレンズからなり、かつ、全体として正のパワーを有する後群と、から構成され、
前記後群の最物体側面が物体側に向かって凸であり、前記後群の最像側面が像側に向かって凹であり、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
−１０＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜−１．５ …（１）
５＜｜νｐ−νｎ｜＜６０ …（２）
ただし、
ＣＲ１：第１群における後群の最物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第１群における後群の最像側面の曲率半径、
νｐ：第１群における後群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
νｎ：第１群における後群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
である。
第２の発明のズームレンズは、上記第１の発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
−０．２５＜ｆ１Ｆ／ｆ１Ｒ＜−０．１０ …（４）
ただし、
ｆ１Ｆ：第１群における前群の焦点距離、
ｆ１Ｒ：第１群における後群の焦点距離、
である。
第３の発明のズームレンズは、上記第１又は第２の発明において、前記第１群における前群内に少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする。
第４の発明のズームレンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１群における前群が２枚の負レンズからなることを特徴とする。
第５の発明のズームレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
０．０６＜Ｔ１／Ｌｍａｘ＜０．１２ …（５）
ただし、
Ｔ１：第１群における前群から後群までの間の光軸上の距離、
Ｌｍａｘ：変倍時におけるズームレンズの最大全長、
である。
第６の発明のズームレンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１群における後群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする。
第７の発明のズームレンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、物体側から順に、負パワーの前記第１群と、正パワーの前記第２群と、負パワーの第３群と、負パワーの第４群と、からなる４成分ズームレンズであることを特徴とする。
第８の発明のズームレンズは、上記第７の発明において、広角端から望遠端への変倍時に、前記第２群と前記第３群との間隔が増大し、前記第３群と前記第４群との間隔が減少することを特徴とする。
第９の発明のズームレンズは、上記第７又は第８の発明において、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
２＜ｆ４／ｆ３＜４ …（６）
ただし、
ｆ４：第４群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
第１０の発明のズームレンズは、上記第７〜第９のいずれか１つの発明において、前記第４群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする。
第１１の発明のズームレンズは、上記第７〜第１０のいずれか１つの発明において、前記第４群が正レンズと負レンズを有し、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする。
５＜｜ν４ｐ−ν４ｎ｜＜５０ …（７）
ただし、
ν４ｐ：第４群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
ν４ｎ：第４群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
である。
第１２の発明のズームレンズは、上記第７〜第１１のいずれか１つの発明において、前記第４群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなることを特徴とする。
第１３の発明のズームレンズは、上記第７〜第１２のいずれか１つの発明において、前記第３群が負の単レンズからなることを特徴とする。
第１４の発明のズームレンズは、上記第７〜第１２のいずれか１つの発明において、前記第３群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする。
第１５の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第１４のいずれか１つの発明に係るズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする。
第１６の発明のデジタル機器は、上記第１５の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
本発明によれば、広角端の画角が１００°を越えるズームレンズにおいて小型化を達成しつつ、ズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。そのズームレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。
第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。 第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。 第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。 第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。 第５の実施の形態（実施例５）の光学構成図。 第６の実施の形態（実施例６）の光学構成図。 第７の実施の形態（実施例７）の光学構成図。 第８の実施の形態（実施例８）の光学構成図。 実施例１の収差図。 実施例２の収差図。 実施例３の収差図。 実施例４の収差図。 実施例５の収差図。 実施例６の収差図。 実施例７の収差図。 実施例８の収差図。 ズームレンズを搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
以下、本発明に係るズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係るズームレンズは、複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、物体側から順に、負パワーの第１群と、正パワーの第２群と、を少なくとも有し（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１群と前記第２群との間隔が減少し、絞りが前記第２群と一体で移動し、前記第１群が、物体側から順に、２枚以下の負レンズからなる前群と、物体側から順に正レンズと負レンズの２つのレンズからなり、かつ、全体として正のパワーを有する後群と、から構成され、前記後群の最物体側面が物体側に向かって凸であり、前記後群の最像側面が像側に向かって凹であり、以下の条件式（１）及び（２）を満足する構成になっている。
−１０＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜−１．５ …（１）
５＜｜νｐ−νｎ｜＜６０ …（２）
ただし、
ＣＲ１：第１群における後群の最物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第１群における後群の最像側面の曲率半径、
νｐ：第１群における後群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
νｎ：第１群における後群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
である。
上記の構成は、絞りと一体で移動する正パワーの変倍群である第２群と、負パワーの補正群である第１群と、を有するズームレンズにおいて、変倍による軸上色収差変動の原因になる第１群内に色補正のための後群を配置したものである。軸上色収差のコントロールが容易な像側に色補正群を置くことで、効果的に軸上色収差を補正することができる。また、色補正群を、物体側から正レンズ、負レンズの順に配置され、かつ、全体として正のパワーを有する群とすることで、色補正群における軸上マージナル光線通過位置を高くすることができ、更に効果的に軸上色収差を補正することが可能となる。さらに、第１群の前群を負レンズのみで構成することで、最物体側レンズの径を小さくすることができる。
条件式（１）は、第１群における後群の最物体側面と最像側面の面形状を規定している。条件式（１）の下限を下回ると、第１群における後群の屈折力が小さくなるため、後群における軸上マージナル光線通過位置が低くなり、軸上色収差補正効果が小さくなる。条件式（１）の上限を上回ると、第１群における後群の屈折力が大きくなりすぎて、広角端の画角が１００°を越えるような画角の大きなズームレンズにおいては、第１群における前群の曲率を大きくするか、あるいは径を大きくすることが必要になる。その結果、軸外収差が大きくなってしまうか、あるいは最物体側レンズの径が大きくなってしまう。したがって、この条件式（１）を満たすことにより、レンズ径の小型化を達成しつつ軸上色収差を効果的に抑えることが可能になる。
条件式（２）は、第１群において後群を構成する２つのレンズの好適な分散差（すなわちアッベ数の差）を規定している。条件式（２）の上限を上回ると、軸上色収差補正量が大きくなりすぎ、条件式（２）の下限を下回ると、逆に軸上色収差補正量が小さくなりすぎるため、どちらも軸上色収差が残ることになる。したがって、この条件式（２）を満たすことにより、軸上色収差をより効果的に抑えることが可能となる。
上記特徴的構成によると、広角端の画角（２ω）が１００°を越えるズームレンズにおいて小型化を達成しつつ、ズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ及びそれを備えた撮像光学装置を実現することができる。そのズームレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。例えば、本発明に係るズームレンズは、デジタルカメラ用・ビデオカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型の交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
−９＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜−１．７ …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
１０＜｜νｐ−νｎ｜＜５５ …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
また、本発明に係るズームレンズは、画角に対する最物体側レンズ径が以下の条件式（３）を満たすように最適化したものと見ることもできる。
０．３＜Ｒ１／ωｗ＜０．５ …（３）
ただし、
Ｒ１：最物体側レンズの有効径、
ωｗ：広角端の半画角、
である。
条件式（３）は、画角の大きいズームレンズでもズーム全域で無理なく良好な光学性能を得るのに好適な範囲を規定している。条件式（３）の上限を上回ると、レンズが大きくなりすぎてしまい、条件式（３）の下限を下回ると、第１群における前群のパワーを大きくする必要が生じるため、負の歪曲収差が発生しやすくなる。したがって、条件式（３）を満たすことにより、歪曲収差の性能向上とレンズ径の小型化とをバランス良く達成することが可能になる。
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
０．３５＜Ｒ１／ωｗ＜０．４５ …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−０．２５＜ｆ１Ｆ／ｆ１Ｒ＜−０．１０ …（４）
ただし、
ｆ１Ｆ：第１群における前群の焦点距離、
ｆ１Ｒ：第１群における後群の焦点距離、
である。
条件式（４）は、第１群における前群と後群とのパワー比の好ましい範囲を規定している。条件式（４）の上限を上回ると、前群に対して後群のパワーが弱くなりすぎて、第１群内で負の歪曲収差がより発生しやすくなる。条件式（４）の下限を下回ると、前群に対する後群のパワーが強くなりすぎて、最物体側レンズ径を小さくすることが更に困難になる。したがって、条件式（４）を満たすことにより、歪曲収差の性能向上とレンズ径の小型化とをバランス良く達成することが可能になる。
以下の条件式（４ａ）を満足することが更に望ましい。
−０．２２＜ｆ１Ｆ／ｆ１Ｒ＜−０．１０ …（４ａ）
この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第１群における前群内に少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。第１群の前群内に非球面を少なくとも１面配置することにより、第１群での歪曲収差を更に効果的に抑えることが可能となる。
前記第１群における前群は、２枚の負レンズからなることが望ましい。前群を２枚の負レンズで構成することにより、歪曲収差の発生しやすい前群で屈折力を２枚に分散することができ、歪曲収差を更に抑えることが可能となる。
以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．０６＜Ｔ１／Ｌｍａｘ＜０．１２ …（５）
ただし、
Ｔ１：第１群における前群から後群までの間の光軸上の距離、
Ｌｍａｘ：変倍時におけるズームレンズの最大全長、
である。
条件式（５）は、第１群における前群と後群との軸上間隔を規定している。条件式（５）の下限を下回ると、前群と後群との間隔が小さくなりすぎて、後群における軸上マージナル光線通過位置が低くなるため、軸上色収差補正効果が小さくなる。条件式（５）の上限を上回ると、第１群が長くなりすぎて、広角端の画角が１００°を越えるような画角の大きなズームレンズにおいては、最物体側レンズの径を小さくすることが困難になる。したがって、条件式（５）を満たすことにより、軸上色収差の性能向上とレンズ径の小型化とをバランス良く達成することが可能になる。
以下の条件式（５ａ）を満足することが更に望ましい。
０．０７＜Ｔ１／Ｌｍａｘ＜０．１２ …（５ａ）
この条件式（５ａ）は、前記条件式（５）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（５ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第１群における後群は、１枚の接合レンズからなることが望ましい。後群を１枚の接合レンズで構成することにより、第１群における前後群間隔が更に確保しやすくなり、ズームレンズの小型化と収差性能との更なる両立を図ることができる。
物体側から順に、負パワーの前記第１群と、正パワーの前記第２群と、負パワーの第３群と、負パワーの第４群と、からなる４成分ズームレンズであることが望ましい。このように４成分ズーム構成において負のパワーを有する群を像側に並べることにより、像側のレンズ径を小さくすることができ、第１群内だけでなく第３群や第４群でも小型化を達成することができる。
上記４成分ズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍時に、前記第２群と前記第３群との間隔が増大し、前記第３群と前記第４群との間隔が減少することが望ましい。このように、第３群に第２群とは異なる動きをさせることで、第３群による像面補正効果を更に上げることができ、かつ、第４群を変倍時に第２群から離れすぎないようにすることで、第４群を構成するレンズについて更なる小型化が可能となる。
以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
２＜ｆ４／ｆ３＜４ …（６）
ただし、
ｆ４：第４群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
条件式（６）は、第３群と第４群との焦点距離比の好ましい範囲を規定している。条件式（６）の上限を上回ると、第３群のパワーが大きくなりすぎ、第４群の径が大きくなる。条件式（６）の下限を下回ると、第３群のパワーが小さくなりすぎ、第４群での軸外光線通過位置が低くなるため、第２群より像側の群で発生する軸外収差を補正することが困難になる。すなわち条件式（６）は、像側群の径を小さくしたまま、良好な軸外収差を得るための更に好適な条件に対応する。
以下の条件式（６ａ）を満足することが更に望ましい。
２．５＜ｆ４／ｆ３＜４ …（６ａ）
この条件式（６ａ）は、前記条件式（６）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（６ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第４群は、１枚の接合レンズからなることが望ましい。このようにすれば、像側群の中で最も径の大きくなりやすい第４群の枚数を少なくしつつ、軸外収差、特に倍率色収差を更に良好に補正することが可能となる。
前記第４群が正レンズと負レンズを有し、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
５＜｜ν４ｐ−ν４ｎ｜＜５０ …（７）
ただし、
ν４ｐ：第４群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
ν４ｎ：第４群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
である。
条件式（７）は、第４群を構成するレンズの好適な分散差（すなわちアッベ数の差）を規定している。条件式（７）の上限を上回ると、倍率色収差補正量が大きくなりすぎ、条件式（７）の下限を下回ると、逆に倍率色収差補正量が小さくなりすぎるため、どちらも倍率色収差が残ることになる。したがって、この条件式（７）を満たすことにより、倍率色収差をより効果的に抑えることが可能となる。
以下の条件式（７ａ）を満足することが更に望ましい。
５＜｜ν４ｐ−ν４ｎ｜＜４０ …（７ａ）
この条件式（７ａ）は、前記条件式（７）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（７ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第４群は、物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなることが望ましい。このようにすれば、第４群での軸外光線通過位置を高くすることができ、倍率色収差を更に効果的に抑えることが可能となる。
前記第３群が負の単レンズからなることが望ましい。このようにすれば、第２群に対する第３群の相対移動量を大きくとることができ、変倍時の第３群における像面補正効果を更に向上させることができる。
前記第３群は、１枚の接合レンズからなることが望ましい。このようにすれば、第２群に対する第３群の相対移動量を小さくすることなく、第３群でも色収差を補正することができ、さらに色収差を向上させることができる。
本発明に係るズームレンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、レンズ交換式デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成するズームレンズと、そのズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有するズームレンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），モバイルコンピューター等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図１７に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図１７に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを変倍可能に形成するズームレンズＺＬ（ＡＸ：光軸）と、平行平面板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）と、ズームレンズＺＬにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。
ズームレンズＺＬは、物体側から順に負正のレンズ群を有し、各群間隔を変化させることにより広角端から望遠端までの変倍（すなわちズーミング）を行う４成分ズームレンズであって、第１群が、物体側から順に、負レンズのみからなる前群と、物体側から順に正レンズと負レンズの２つのレンズからなり、かつ、全体として正のパワーを有する後群と、からなっており、広角端から望遠端への変倍時に、第１群と第２群との間隔が減少し、絞りが第２群と一体で移動する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。ズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、ズームレンズＺＬによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；ズーミング，フォーカシング，手振れ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
ここで、第１〜第８の実施の形態を挙げて、ズームレンズＺＬの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図８は、第１〜第８の実施の形態を構成するズームレンズＺＬにそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端（Ｗ）と望遠端（Ｔ）でのレンズ配置，レンズ形状等を光学断面で示している。これらのズームレンズＺＬは、物体側から順に、負パワーを有する第１群Ｇｒ１と、正パワーを有する第２群Ｇｒ２と、負又は正パワーを有する第３群Ｇｒ３と、負又は正パワーを有する第４群Ｇｒ４と、から構成されており、第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、負レンズのみからなる前群Ｇｒ１Ｆと、物体側から順に正レンズと負レンズの２つのレンズからなり、かつ、全体として正のパワーを有する後群Ｇｒ１Ｒと、から構成されている。
各光学構成図（図１〜図８）中の矢印ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３，第４群Ｇｒ４の移動をそれぞれ模式的に示している。このように、ズームレンズＺＬは軸上での各群間隔を全て変化させることにより広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までの変倍（すなわちズーミング）を行う構成になっており、変倍時には、第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４が像面ＩＭに対して相対的にそれぞれ移動する。絞り（開口絞り）ＳＴは第２群Ｇｒ２の物体側に位置しており、変倍において第２群Ｇｒ２と共に移動する。また、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔が減少する。
ズームレンズＺＬの第１の実施の形態（図１）は、負正負負の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第２の実施の形態（図２）は、負正負正の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３は物体側に移動し、第４群Ｇｒ４は一旦物体側に移動した後に像側にＵターンする。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は増大し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大した後に減少する。
ズームレンズＺＬの第３の実施の形態（図３）は、負正正負の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は減少し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は増大し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第４の実施の形態（図４）は、負正負負の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第５の実施の形態（図５）は、負正負負の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第６の実施の形態（図６）は、負正負負の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少した後増大し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第７の実施の形態（図７）は、負正負正の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
ズームレンズＺＬの第８の実施の形態（図８）は、負正負正の４成分で変倍時に第１群Ｇｒ１〜第４群Ｇｒ４がそれぞれ可動のズーム構成になっている。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１群Ｇｒ１は像側に移動し、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４は物体側に移動する。その際、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔は減少し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔は増大し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔は減少した後増大し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。
第１の実施の形態（図１）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。
第２の実施の形態（図２）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは物体側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、両凸の両面非球面レンズと、両凹の負レンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ１枚で構成されている。
第３の実施の形態（図３）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは物体側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズ２枚と、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、両凸の両面非球面レンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されている。
第４の実施の形態（図４）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。
第５の実施の形態（図５）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは両凸の正レンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。
第６の実施の形態（図６）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは物体側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。
第７の実施の形態（図７）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは両凸の正レンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。
第８の実施の形態（図８）における各群は、近軸の面形状で各レンズを見た場合、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は前群Ｇｒ１Ｆと後群Ｇｒ１Ｒとからなっており、前群Ｇｒ１Ｆは像側に凹の負メニスカスレンズ２枚（そのうち像側レンズは両面非球面レンズである。）で構成されており、後群Ｇｒ１Ｒは両凸の正レンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の両面非球面レンズと、で構成されており、第２群Ｇｒ２の物体側には絞りＳＴが配置されている。第３群Ｇｒ３は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第４群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ１枚で構成されている。
以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜８（ＥＸ１〜８）は、前述した第１〜第８の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第８の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図８）は、対応する実施例１〜８のレンズ配置，レンズ形状光路等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してｅ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
各種データとして、ズーム比（ｚｏｏｍ ｒａｔｉｏ，変倍比）を示し、さらに各焦点距離状態Ｗ，Ｍ，Ｔについて、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙ’ｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），及び可変面間隔（ｄｉ，ｉ：面番号，ｍｍ）を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４；ｍｍ）を示す。ただし、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。また、表１に条件式対応値を各実施例について示す。
図９〜図１６は、実施例１〜実施例８（ＥＸ１〜ＥＸ８）にそれぞれ対応する収差図（無限遠合焦状態での縦収差図）であり、（Ａ）〜（Ｃ）は広角端Ｗ、（Ｄ）〜（Ｆ）は中間焦点距離状態Ｍ、（Ｇ）〜（Ｉ）は望遠端Ｔにおける諸収差をそれぞれ示している。また、図９〜図１６において、（Ａ），（Ｄ），（Ｇ）は球面収差図、（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ）は非点収差図、（Ｃ），（Ｆ），（Ｉ）は歪曲収差図である。
球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧ ＨＴの最大値は、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分に相当する。
実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 56.924 2.300 1.83481 42.72
2 17.710 5.487
3* 34.394 1.700 1.80610 40.40
4* 15.731 9.026
5 22.325 9.744 1.64769 33.84
6 -23.228 0.010 1.51400 42.84
7 -23.228 1.300 1.77250 49.62
8 44.093 variable
9 (stop) infinity 2.270
10 20.881 3.792 1.71736 29.50
11 -11.260 0.010 1.51400 42.84
12 -11.260 0.600 1.83481 42.72
13 122.631 1.063
14 27.410 3.163 1.49700 81.61
15 -14.907 0.978
16 -13.790 0.600 1.74077 27.76
17 14.948 0.010 1.51400 42.84
18 14.948 3.046 1.59282 68.62
19 -38.631 0.850
20* 24.676 4.460 1.58913 61.15
21* -15.118 variable
22 47.667 0.700 1.74950 35.04
23 12.602 variable
24 46.578 4.813 1.78472 25.72
25 -9.457 0.010 1.51400 42.84
26 -9.457 0.900 1.91082 35.25
27 40.891 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 9.1690e-005 -3.2158e-007 -2.3699e-010
4 0.0000e+000 7.7431e-005 -4.8973e-008 -6.4660e-009
20 0.0000e+000 -9.8383e-005 -1.6125e-006 2.6597e-008
21 0.0000e+000 2.6470e-005 -1.5598e-006 1.7659e-008
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 5.1922e-012 -1.0388e-014 0.0000e+000 0.0000e+000
4 4.0731e-011 -9.3837e-014 0.0000e+000 0.0000e+000
20 -8.9345e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 -5.7028e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 2.01
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.201 16.848 22.496
Fno. 3.580 4.095 4.610
ω 51.735 40.125 32.261
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 106.506 94.476 90.483
BF 14.783 18.760 22.704
d8 27.863 11.857 3.920
d21 1.500 2.706 3.708
d23 5.527 4.320 3.318
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -18.034
2 ( 9- 21) 15.433
3 ( 22- 23) -23.054
4 ( 24- 27) -58.541
実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 48.471 2.200 1.72916 54.67
2 17.201 7.218
3* 66.439 1.700 1.58913 61.15
4* 14.304 7.050
5 22.295 4.017 1.90366 31.31
6 84.701 2.562
7 -69.356 1.200 1.72916 54.67
8 77.422 variable
9 (stop) infinity 0.945
10* 18.566 3.179 1.80610 40.40
11* -490.076 3.778
12 -13.181 1.500 1.64769 33.84
13 36.968 0.010 1.51400 42.84
14 36.968 3.886 1.49700 81.61
15 -14.809 0.147
16 19.154 1.500 1.83481 42.72
17 8.547 0.010 1.51400 42.84
18 8.547 4.231 1.49700 81.61
19 -1872.182 1.005
20* 40.584 4.037 1.68893 31.08
21* -73.996 variable
22 47.279 1.452 1.91082 35.25
23 19.127 variable
24 85.037 4.219 1.72916 54.67
25 -53.176 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 1.4531e-004 -9.7285e-007 3.1634e-009
4 0.0000e+000 1.1009e-004 -3.8405e-007 -1.1322e-008
10 0.0000e+000 9.2909e-006 9.0440e-007 -2.9437e-008
11 0.0000e+000 -3.4238e-006 1.4551e-006 -6.0776e-008
20 0.0000e+000 -3.5225e-005 2.3212e-007 -1.3502e-008
21 0.0000e+000 -4.2448e-005 -4.2168e-007 -5.9722e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 2.4297e-012 -5.2203e-015 0.0000e+000 0.0000e+000
4 9.8563e-011 -2.7977e-013 0.0000e+000 0.0000e+000
10 8.5743e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
11 1.5756e-009 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
20 1.6688e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 2.0795e-011 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 2.01
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.201 16.848 22.496
Fno. 3.580 4.107 4.610
ω 51.734 40.125 32.261
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 96.538 90.532 94.469
BF 14.888 15.370 14.868
d8 20.184 7.105 2.136
d21 1.500 4.191 5.100
d23 4.120 8.021 16.520
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -20.128
2 ( 9- 21) 20.836
3 ( 22- 23) -36.156
4 ( 24- 25) 45.454
実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 54.305 2.000 1.72916 54.67
2 17.521 5.683
3* 47.338 1.700 1.68893 31.08
4* 14.743 9.761
5 23.672 4.657 1.80610 33.27
6 371.629 3.323
7 -36.530 1.300 1.49700 81.61
8 33.346 variable
9 (stop) infinity 1.136
10 37.754 1.354 1.72916 54.67
11 934.340 0.126
12 16.336 1.430 1.56732 42.84
13 29.850 1.504
14 15.376 1.529 1.91082 35.25
15 8.622 0.010 1.51400 42.84
16 8.622 2.723 1.49700 81.61
17 42.502 variable
18* 21.540 3.766 1.51633 64.06
19* -27.238 variable
20 -81.427 0.700 1.91082 35.25
21 9.677 2.994 1.49700 81.61
22 49.690 2.212
23* 74.692 2.188 1.68893 31.08
24* -43.698 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 1.4461e-004 -9.3769e-007 3.1344e-009
4 0.0000e+000 1.2631e-004 -5.6614e-007 -6.8459e-009
18 0.0000e+000 -3.2174e-005 -2.0885e-006 5.9134e-008
19 0.0000e+000 2.3541e-005 -2.6189e-006 5.6720e-008
23 0.0000e+000 6.5771e-005 -2.0583e-007 9.0618e-009
24 0.0000e+000 5.2237e-005 -3.8179e-008 3.2427e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 -4.1810e-012 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
4 5.9350e-011 -1.6255e-013 0.0000e+000 0.0000e+000
18 -9.9951e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
19 -9.4843e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
23 -2.9595e-011 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
24 2.0012e-011 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 2.01
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.200 16.849 22.497
Fno. 3.580 4.095 4.610
ω 51.735 40.124 32.260
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 95.237 86.347 84.494
BF 14.832 19.362 23.874
d8 22.727 9.308 2.942
d17 5.582 4.090 2.998
d19 2.000 3.492 4.584
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -16.601
2 ( 9- 17) 25.190
3 ( 18- 19) 23.924
4 ( 20- 24) -30.533
実施例４
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 52.539 2.300 1.77250 49.62
2 17.432 5.890
3* 32.865 1.700 1.80860 40.42
4* 15.437 10.299
5 22.225 7.936 1.68893 31.16
6 -35.714 0.010 1.51400 42.84
7 -35.714 1.300 1.83481 42.72
8 35.377 variable
9 (stop) infinity 2.414
10 25.549 2.082 1.84666 23.78
11 -874.195 3.340
12 -86.388 0.600 1.76182 26.61
13 37.715 0.341
14 14.538 3.310 1.49700 81.61
15 -20.775 1.236
16 -14.409 0.600 1.80610 33.27
17 24.697 0.010 1.51400 42.84
18 24.697 2.164 1.49700 81.61
19 -45.395 0.437
20* 16.778 3.697 1.58313 59.38
21* -13.788 variable
22 48.031 0.700 1.80420 46.50
23 12.596 variable
24 58.376 5.040 1.76182 26.61
25 -10.320 0.010 1.51400 42.84
26 -10.320 0.899 1.91082 35.25
27 78.612 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 1.0070e-004 -5.3091e-007 7.4399e-010
4 0.0000e+000 9.0554e-005 -2.9676e-007 -6.2614e-009
20 0.0000e+000 -1.2478e-004 2.5143e-007 -5.6810e-009
21 0.0000e+000 9.1867e-005 -7.4947e-008 -6.1973e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 3.1551e-012 -8.8165e-015 0.0000e+000 0.0000e+000
4 4.7123e-011 -1.1522e-013 0.0000e+000 0.0000e+000
20 4.4664e-011 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 8.2420e-011 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 2.01
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.201 16.849 22.497
Fno. 3.580 4.095 4.610
ω 51.734 40.124 32.260
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 107.647 94.814 90.443
BF 14.798 18.729 22.640
d8 29.079 12.314 4.033
d21 1.500 2.781 3.852
d23 5.955 4.674 3.603
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -17.918
2 ( 9- 21) 15.774
3 ( 22- 23) -21.418
4 ( 24- 27) -83.369
実施例５
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 69.496 2.300 1.77250 49.62
2 18.142 5.772
3* 37.036 1.700 1.80860 40.42
4* 16.409 10.053
5 23.813 8.628 1.68893 31.16
6 -50.005 1.006
7 -43.191 1.300 1.83481 42.72
8 46.096 variable
9 (stop) infinity 2.236
10 20.264 4.313 1.74077 27.76
11 -9.259 0.010 1.51400 42.84
12 -9.259 0.600 1.80610 33.27
13 32.787 0.743
14 16.106 3.711 1.49700 81.61
15 -14.427 0.998
16 -13.046 0.600 1.75520 27.53
17 29.111 0.010 1.51400 42.84
18 29.111 2.226 1.49700 81.61
19 -67.197 0.233
20* 19.629 4.021 1.58313 59.38
21* -14.029 variable
22 35.149 0.700 1.80420 46.50
23 11.966 variable
24 93.067 4.938 1.76182 26.61
25 -10.101 0.010 1.51400 42.84
26 -10.101 0.900 1.91082 35.25
27 88.389 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 9.2540e-005 -3.2062e-007 -2.3017e-010
4 0.0000e+000 7.9203e-005 -6.0332e-008 -5.6795e-009
20 0.0000e+000 -1.2127e-004 -1.8754e-007 5.2217e-010
21 0.0000e+000 7.6251e-005 -4.9484e-007 2.3225e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 4.3215e-012 -7.6867e-015 0.0000e+000 0.0000e+000
4 3.2575e-011 -6.5361e-014 0.0000e+000 0.0000e+000
20 -1.8724e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 -1.6792e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 2.01
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.201 16.849 22.496
Fno. 3.580 4.095 4.610
ω 51.733 40.124 32.261
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 108.530 95.040 90.489
BF 14.771 18.371 22.108
d8 29.163 12.072 3.783
d21 1.500 2.842 3.919
d23 6.089 4.747 3.670
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -18.325
2 ( 9- 21) 15.272
3 ( 22- 23) -22.868
4 ( 24- 27) -61.293
実施例６
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 46.360 2.456 1.72916 54.67
2 16.711 5.262
3* 34.511 2.133 1.80866 40.41
4* 14.605 12.764
5 24.234 3.564 1.69895 30.05
6 253.635 1.057
7 -75.436 1.000 1.49700 81.61
8 31.733 variable
9 (stop) infinity 2.047
10 18.067 2.234 1.59551 39.24
11 75.420 3.926
12 15.561 0.703 1.91082 35.25
13 9.310 0.010 1.51400 42.84
14 9.310 4.128 1.49700 81.61
15 -29.717 1.435
16 -15.076 0.700 1.91082 35.25
17 1416.645 0.677
18 41.638 3.470 1.49700 81.61
19 -16.271 0.807
20* 170.391 2.965 1.58313 59.38
21* -24.416 variable
22 110.615 2.628 1.84666 23.78
23 -16.290 0.010 1.51400 42.84
24 -16.290 0.700 1.77250 49.62
25 17.897 variable
26 55.841 4.736 1.61800 63.39
27 -11.034 0.010 1.51400 42.84
28 -11.034 0.800 1.90366 31.31
29 -161.564 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 1.0337e-004 -6.9267e-007 2.1776e-009
4 0.0000e+000 9.3550e-005 -6.4639e-007 -4.1522e-009
20 0.0000e+000 -3.9538e-005 6.2938e-007 -5.5458e-009
21 0.0000e+000 1.1097e-005 5.2217e-007 -5.2545e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 -2.3084e-012 -4.4223e-015 8.5082e-018 0.0000e+000
4 4.3696e-011 -1.5519e-013 9.3357e-017 0.0000e+000
20 1.1762e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 1.1053e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 1.98
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.300 16.822 22.347
Fno. 3.600 4.183 4.610
ω 51.489 40.169 32.433
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 108.032 98.485 94.970
BF 15.541 19.711 22.707
d8 27.293 12.320 4.112
d21 1.500 2.921 4.532
d25 3.476 3.313 3.398
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -17.760
2 ( 9- 21) 19.816
3 ( 22- 25) -32.983
4 ( 26- 29) -117.177
実施例７
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 32.636 2.500 1.72916 54.67
2 17.144 7.704
3* 56.408 1.700 1.80866 40.41
4* 13.945 12.617
5 27.378 3.772 1.69895 30.05
6 -178.915 0.954
7 -48.854 1.000 1.49700 81.61
8 34.988 variable
9 (stop) infinity 1.936
10 18.029 2.728 1.59551 39.24
11 73.439 4.312
12 14.697 0.817 1.91082 35.25
13 9.035 0.010 1.51400 42.84
14 9.035 4.234 1.49700 81.61
15 -33.143 1.689
16 -15.968 0.700 1.91082 35.25
17 225.018 0.634
18 36.054 3.483 1.49700 81.61
19 -16.776 0.300
20* 113.898 3.036 1.58313 59.38
21* -29.827 variable
22 1065.491 2.670 1.84666 23.78
23 -15.408 0.010 1.51400 42.84
24 -15.408 0.933 1.77250 49.62
25 16.978 variable
26 41.016 5.522 1.61800 63.39
27 -11.435 0.010 1.51400 42.84
28 -11.435 1.175 1.90366 31.31
29 -62.307 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 5.1581e-005 -6.3067e-007 3.1681e-009
4 0.0000e+000 2.4752e-005 -7.6316e-007 -1.6729e-009
20 0.0000e+000 -4.0389e-005 6.2518e-007 -4.5493e-009
21 0.0000e+000 3.2286e-006 5.5915e-007 -4.7599e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 -4.8412e-012 -1.4122e-014 4.1570e-017 0.0000e+000
4 5.0129e-011 -2.7937e-013 3.3468e-016 0.0000e+000
20 1.1490e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 1.1257e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 1.98
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.298 16.820 22.346
Fno. 3.600 4.187 4.610
ω 51.493 40.172 32.434
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 111.963 102.674 99.573
BF 16.244 20.751 23.946
d8 26.846 11.851 3.753
d21 1.539 3.189 5.070
d25 2.891 2.439 2.360
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -16.983
2 ( 9- 21) 20.285
3 ( 22- 25) -25.188
4 ( 26- 29) 192.007
実施例８
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity infinity
1 36.797 2.500 1.72916 54.67
2 17.120 6.943
3* 53.285 2.023 1.80866 40.41
4* 13.687 11.962
5 32.313 3.747 1.69895 30.05
6 -93.343 1.219
7 -33.380 1.000 1.49700 81.61
8 73.408 variable
9 (stop) infinity 1.793
10 16.955 5.000 1.59551 39.24
11 54.979 3.254
12 12.775 1.388 1.91082 35.25
13 8.369 0.010 1.51400 42.84
14 8.369 4.713 1.49700 81.61
15 -36.612 1.575
16 -17.275 0.700 1.91082 35.25
17 50.806 0.600
18 21.513 4.188 1.49700 81.61
19 -15.021 0.300
20* 127.905 2.365 1.58313 59.38
21* -44.037 variable
22 -25.290 1.671 1.84666 23.78
23 -15.657 0.010 1.51400 42.84
24 -15.657 0.700 1.77250 49.62
25 37.827 variable
26 199.128 2.830 1.49700 81.61
27 -31.168 variable(BF)
image infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
3 0.0000e+000 7.7417e-005 -7.1453e-007 3.3611e-009
4 0.0000e+000 5.2333e-005 -8.2676e-007 -1.4681e-009
20 0.0000e+000 -1.0146e-004 1.4742e-007 -5.7246e-009
21 0.0000e+000 -4.9338e-006 3.5400e-007 -3.4538e-009
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
3 -6.1700e-012 -5.2925e-015 2.3497e-017 0.0000e+000
4 3.5515e-011 -1.3757e-013 -1.1973e-016 0.0000e+000
20 1.4037e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
21 1.2236e-010 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
zoom ratio 1.98
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 11.299 16.823 22.350
Fno. 3.600 4.097 4.610
ω 51.491 40.167 32.430
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 106.330 99.434 98.972
BF 17.266 23.835 28.165
d8 24.387 10.470 3.129
d21 1.910 2.642 3.820
d25 2.279 1.997 3.369
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 8) -17.313
2 ( 9- 21) 20.276
3 ( 22- 25) -20.051
4 ( 26- 27) 54.447
Figure 2016133764
ＤＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像光学装置
ＺＬ ズームレンズ
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
Ｇｒ１Ｆ 前群
Ｇｒ１Ｒ 後群
ＳＴ 絞り
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリー
４ 操作部
５ 表示部

Claims (16)

  1. 複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
    物体側から順に、負パワーの第１群と、正パワーの第２群と、を少なくとも有し、
    広角端から望遠端への変倍時に、前記第１群と前記第２群との間隔が減少し、絞りが前記第２群と一体で移動し、
    前記第１群が、物体側から順に、２枚以下の負レンズからなる前群と、物体側から順に正レンズと負レンズの２つのレンズからなり、かつ、全体として正のパワーを有する後群と、から構成され、
    前記後群の最物体側面が物体側に向かって凸であり、前記後群の最像側面が像側に向かって凹であり、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ；
    −１０＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜−１．５ …（１）
    ５＜｜νｐ−νｎ｜＜６０ …（２）
    ただし、
    ＣＲ１：第１群における後群の最物体側面の曲率半径、
    ＣＲ２：第１群における後群の最像側面の曲率半径、
    νｐ：第１群における後群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
    νｎ：第１群における後群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
    である。
  2. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ；
    −０．２５＜ｆ１Ｆ／ｆ１Ｒ＜−０．１０ …（４）
    ただし、
    ｆ１Ｆ：第１群における前群の焦点距離、
    ｆ１Ｒ：第１群における後群の焦点距離、
    である。
  3. 前記第１群における前群内に少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
  4. 前記第１群における前群が２枚の負レンズからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ；
    ０．０６＜Ｔ１／Ｌｍａｘ＜０．１２ …（５）
    ただし、
    Ｔ１：第１群における前群から後群までの間の光軸上の距離、
    Ｌｍａｘ：変倍時におけるズームレンズの最大全長、
    である。
  6. 前記第１群における後群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 物体側から順に、負パワーの前記第１群と、正パワーの前記第２群と、負パワーの第３群と、負パワーの第４群と、からなる４成分ズームレンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 広角端から望遠端への変倍時に、前記第２群と前記第３群との間隔が増大し、前記第３群と前記第４群との間隔が減少することを特徴とする請求項７記載のズームレンズ。
  9. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項７又は８記載のズームレンズ；
    ２＜ｆ４／ｆ３＜４ …（６）
    ただし、
    ｆ４：第４群の焦点距離、
    ｆ３：第３群の焦点距離、
    である。
  10. 前記第４群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記第４群が正レンズと負レンズを有し、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズ；
    ５＜｜ν４ｐ−ν４ｎ｜＜５０ …（７）
    ただし、
    ν４ｐ：第４群内の正レンズの分散を表すアッベ数、
    ν４ｎ：第４群内の負レンズの分散を表すアッベ数、
    である。
  12. 前記第４群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第３群が負の単レンズからなることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  14. 前記第３群が１枚の接合レンズからなることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
  16. 請求項１５記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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