JP3460535B2 - ズームレンズ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、小型の撮影光学系に使用される
ズームレンズ系を備えたズームレンズ装置に関し、さら
に詳しくは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカ
メラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコン
パクトで高変倍率を有するズームレンズ系を備えたズー
ムレンズ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ等の普及
にともない、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込む
ことができるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカ
メラ等（以下、単にデジタルカメラという）が個人ユー
ザレベルで普及しつつある。このようなデジタルカメラ
は、今後も画像情報の入力機器として益々普及すること
が予想される。

【０００３】ところで、一般にデジタルカメラの画質
は、ＣＣＤ（charge coupled device）等の固体撮像素
子の画素数で決定される。現在、一般向けのデジタルカ
メラで主流となっているのは、３３万画素程度の画素数
を有する、いわゆるＶＧＡクラスの固体撮像素子であ
る。しかしながら、このＶＧＡクラスのカメラの画質
は、従来の銀塩フィルムを用いたカメラの画質と比較し
た場合、大幅に見劣りすることは否めない。このため、
最近では一般向けのデジタルカメラにおいても１００万
画素を超えるような高画質のカメラが望まれており、こ
れらのデジタルカメラの撮影光学系にも高画質を満足す
ることが要求されている。

【０００４】また、これらの一般向けデジタルカメラに
おいても画像の変倍、特に画像劣化が少ない光学変倍を
行うことも望まれているため、近年では高変倍率で高画
質を満足するデジタルカメラ用ズームレンズ系が要求さ
れるようになってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているデジタルカメラ用のズームレンズ系で、10
0万画素を超えるような高画質を満足するものは、一眼
レフレックスカメラ用交換レンズを流用したもの、もし
くは業務用途の非常に大型のデジタルカメラが大半であ
った。したがって、このようなズームレンズ系は、非常
に大型で高コストであり、一般向けデジタルカメラに好
適であるとはいえなかった。

【０００６】一方、このようなデジタルカメラの撮影光
学系に対して、近年コンパクト化，高変倍率化が顕著に
進行している銀塩フィルム用のレンズシャッターカメラ
の撮影光学系を流用することも考えられる。

【０００７】しかしながら、レンズシャッターカメラの
撮影光学系をデジタルカメラにそのまま流用した場合、
デジタルカメラに備えられた固体撮像素子の前面に設け
られたマイクロレンズの集光性能を十分に満足させるこ
とができず、画像中央部と画像周辺部での画像の明るさ
が極端に変化してしまうという問題が発生する。これ
は、レンズシャッターカメラの撮影光学系の射出瞳は像
面近くに位置しているため、撮影光学系から射出された
軸外光束は像面に対して斜めに入射するため発生する問
題である。この問題を解決するために、従来のレンズシ
ャッターカメラの撮影光学系の射出瞳位置を像面から離
そうとすると、どうしても撮影光学系全体が大型化して
しまうことが避けられない。

【０００８】以上の問題に鑑み、本発明は、高変倍率で
高画質を満足する全く新規な、コンパクトなズームレン
ズ系を備えたズームレンズ装置を提供することを目的と
する。

【０００９】前記目的を達成するため、請求項１のズー
ムレンズ装置は、物体側から順に、ズームレンズ系と、
該ズームレンズ系が形成した光学像を受光する固体撮像
素子と、を備えたズームレンズ装置であって、前記ズー
ムレンズ系は、物体側より順に、正のパワーを有する第
１レンズ群と、負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レンズ群とを有し、最短焦点距離状態から最長焦点
距離状態へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２
レンズ群との軸上間隔を増大させ、第２レンズ群と第３
レンズ群の軸上間隔を減少させ、第３レンズ群と第４レ
ンズ群の軸上間隔を減少させるように、前記第１レンズ
群及び第３レンズ群が移動するとともに、以下の条件を
満足する。 3.5<βt23/βw23<6.0 1.0<img×R<15.0 ただし、 βt23：最長焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
横倍率、 βw23：最短焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
横倍率、 img：最大像高（単位はmm） R：ズームレンズ系を構成するレンズ面のうち、フィル
ター等を除き最も像側に位置するレンズ面の有効径（単
位はmm） である。

【００１０】また、請求項２に係るズームレンズ装置
は、物体側から順に、ズームレンズ系と、該ズームレン
ズ系が形成した光学像を受光する固体撮像素子と、を備
えたズームレンズ装置であって、前記ズームレンズ系
は、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群
と、負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
群とを有し、最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へ
のズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群と
の軸上間隔を増大させ、第２レンズ群と第３レンズ群の
軸上間隔を減少させ、第３レンズ群と第４レンズ群の軸
上間隔を減少させるように、前記第１レンズ群及び第３
レンズ群が移動するとともに、さらに前記第１レンズ群
は最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズーミン
グの際に物体側に移動し、以下の条件を満足することを
特徴とするズームレンズ装置；以下の条件を満足するこ
とを特徴とする： 0.2<m1/Z<3.0 1.0<img×R<15.0 ただし、 m1：第１レンズ群の最短焦点距離状態から最長焦点距離
状態へのズーミングの際の移動量(mm)、 Z：ズーム比（Z=ft/fw：最短焦点距離状態と最長焦点距
離状態の焦点距離比）、 img：最大像高（単位はmm） R：ズームレンズ系を構成するレンズ面のうち、フィル
ター等を除き最も像側に位置するレンズ面の有効径（単
位はmm） である。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態について説明する。なお、本明細書に
おいて「パワー」とは、焦点距離の逆数で定義される量
を表し、その偏向作用が異なる屈折率を有する媒質同士
の面での偏向によるものだけでなく、回折による偏向や
媒質内の屈折率分布による偏向等も含むものとする。

【００１４】図１〜３は、本発明に係るズームレンズ系
の第１実施形態〜第３実施形態のズームレンズ系の最短
焦点距離状態でのレンズ配置を表す断面図である。各実
施形態のズームレンズ系は、物体側より順に、正のパワ
ーを有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負のパワーを有する
第２レンズ群Ｇｒ２と、負のパワーを有する第３レンズ
群Ｇｒ３と、絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇｒ４と、ローパスフィルタＬＦとから構成され、最
短焦点距離端から最長焦点距離端へのズーミングに際し
て、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増
大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が
減少するように、前記第１レンズ群及び第３レンズ群が
移動するズームレンズ系である。なお、図中付された矢
印は、各実施形態のズームレンズ系の最短焦点距離端か
ら最長焦点距離端へのズーミングの際の、各レンズ群、
絞り、ローパスフィルタ等の移動を模式的に示してい
る。

【００１５】第１実施形態のズームレンズ系は、物体側
より順に、物体側に凸の負のメニスカスレンズＬ１、両
凸の正レンズＬ２、物体側に凸の正のメニスカスレンズ
Ｌ３から成る第１レンズ群Ｇｒ１、物体側に凸の負のメ
ニスカスレンズＬ４から成る第２レンズ群Ｇｒ２、両凸
の正レンズＬ５と像側に凸の負のメニスカスレンズＬ６
との接合レンズＬ７(接合レンズの両面が非球面)からな
る第３レンズ群Ｇｒ３、絞りＳ、および正レンズＬ８
(前面が非球面)と、両凹の負レンズＬ９と、両凸の正レ
ンズＬ１０と、両凹の負レンズＬ１１(両面が非球面)
と、物体側に凸の正のメニスカスレンズから成る第４レ
ンズ群Ｇｒ４、ローパスフィルタＬＦとから構成されて
いる。最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズー
ミングに際しては、第１、第４レンズ群及び絞りが物体
側へ、第２レンズ群がわずかに像側へ、第３レンズ群が
一旦物体側へ移動した後像側へそれぞれ移動する一方、
ローパスフィルタは固定されている。

【００１６】第２実施形態のズームレンズ系は、物体側
より順に、物体側に凸の負のメニスカスレンズＬ１と、
両凸の正レンズＬ２と、物体側に凸の正のメニスカスレ
ンズＬ３とから成る第１レンズ群Ｇｒ１、物体側に凸の
負のメニスカスレンズＬ４と両凸の正レンズＬ５と像側
に凸の負のメニスカスレンズＬ６との接合レンズ(接合
レンズの両面が非球面)ＤＬ２から成る第２レンズ群Ｇ
ｒ２、両凹の負レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇｒ
３、絞りＳ、および両凸の正レンズ(前面が非球面)Ｌ８
と、物体側に凸の負メニスカスレンズＬ９と、両凸の正
レンズＬ１０と、両凹の負レンズ(両面が非球面)Ｌ１１
と、物体側に凸の正のメニスカスレンズＬ１２とから成
る第４レンズ群Ｇｒ５、ローパスフィルタＬＦとから構
成されている。最短焦点距離状態から最長焦点距離状態
へのズーミングに際しては、第１、第４レンズ群及び絞
りが物体側へ、第２、第３レンズ群が一旦わずかに物体
側へ移動した後わずかに像側へ、それぞれ移動する一
方、ローパスフィルタは固定されている。

【００１７】第３実施形態のズームレンズ系は、物体側
より順に、物体側に凸の負のメニスカスレンズＬ１と、
両凸レンズＬ２と、物体側に凸の正のメニスカスレンズ
Ｌ３とから成る第１レンズ群Ｇｒ１、物体側に凸の負の
メニスカスレンズＬ４から成る第２レンズ群Ｇｒ２、正
レンズＬ５と像側に凸の負のメニスカスレンズＬ６との
接合レンズ(両面が非球面)ＤＬ１からなる第３レンズ群
Ｇｒ３、絞りＳ、および正レンズ(前面が非球面)Ｌ７
と、物体側に凸の負のメニスカスレンズＬ８と、両凸の
正レンズＬ９と、負レンズ(両面が非球面)Ｌ１０と、物
体側に凸の正のメニスカスレンズＬ１１とから成る第４
レンズ群Ｇｒ４から構成されている。最短焦点距離状態
から最長焦点距離状態へのズーミングに際しては、第
１、第４レンズ群及び絞りが物体側へ、第２、第３レン
ズ群がわずかに像側へ、それぞれ移動する一方、ローパ
スフィルタは固定されている。

【００１８】各実施形態のズームレンズ系は、正のパワ
ーを有する第１レンズ群と、負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レンズ群とから構成されている。

【００１９】一般に、最長焦点距離状態での全長を短く
するためには、第１レンズ群のパワーを強くし、物体側
へ移動させて、かつ移動量を小さくすることが必要であ
る。しかし、第１レンズ群のパワーを強くすると、その
分だけ収差が発生し性能の劣化につながる。各実施形態
の構成は、第１レンズ群に関し、全長と光学性能のバラ
ンスを図ることができる構成で、第１レンズ群のパワー
を強くして移動量を減らしたときに発生する収差の補正
を行うことが可能となり、結果として光学性能を維持し
たまま最長焦点距離短での全長が短くできる。

【００２０】各実施形態のズームレンズ系は、以下の条
件式範囲（１）で規定される条件を満足することが望ま
しい。

【００２１】3.5<βt23/βw23<6.0 (1) ただし、 βt23：最長焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
横倍率、 βw23：最短焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
横倍率、 である。

【００２２】上記条件は、第２、３レンズ群合成の変倍
負担量を示している。条件式範囲（１）の上限値を越え
ると、第２、３レンズ群の変倍負担量が大きくなり過ぎ
るために、第２、３レンズ群での収差変動が大きくなり
過ぎ、収差補正を行なうために第２、３レンズ群に多く
のレンズまたは非球面を有する必要があるので好ましく
ない。逆に、条件式範囲（１）の下限値を越えると、第
２、３レンズ群で十分な変倍効果が得られないので、第
１レンズ群の移動量が増大し好ましくない。

【００２３】このように、第１レンズ群が最短焦点距離
状態から最長焦点距離状態へのズーミングの際に、物体
側に移動する場合、以下の条件式範囲（２）で規定され
る条件を満足することが望ましい。 0.2<m1/Z<3.0 （２） ただし、 m1：第１レンズ群の最短焦点距離状態から最長焦点距離
状態へのズーミングの際の移動量(mm)、 Z：ズーム比（Z=ft/fw：最短焦点距離状態と最長焦点距
離状態の焦点距離比) である。

【００２４】上記条件は、第１レンズ群の最短焦点距離
状態から最長焦点距離状態へのズーミングの際の移動量
とズーム比との関係を表している。一般に、ズーム比が
大きくなると移動量は大きくなる。条件式範囲（２）で
規定された条件は、第１レンズ群の移動量を適切に規定
することによって、コンパクトでかつ良好な光学性能を
有するズームレンズを提供するための条件である。条件
式範囲（２）の上限値を越えると、ズーム比に比べて第
１レンズ群の移動量が大き過ぎ、最長焦点距離状態での
全長が増大し過ぎて、コンパクトなズームレンズを得る
ことができない。逆に、上記条件式範囲（２）の下限値
を越えると、第１レンズ群の移動量が小さくなり過ぎ
る。第１レンズ群の移動量が小さくなると、第１レンズ
群のパワーを大きくしなければ、ズーム比を達成できな
くなる。この結果、第１レンズ群のパワーが大きくなり
過ぎて、第１レンズ群で発生する収差量が大きくなり、
全体として良好な光学性能を得ることができなくなる。

【００２５】なお、上記条件に関しては、条件式範囲
（２）のうち、以下の条件式範囲（２ａ）を満足するこ
とがより望ましい。 0.7<m1/Z<3.0 （２ａ） 各実施形態のズームレンズ系は、以下の条件式範囲
（３）で規定される条件を満足することが望ましい。 1.0<img×R<15.0 （３） ただし、 img：最大像高(単位はmm)、 R：ズームレンズ系を構成するレンズ面のうち、フィル
ター等を除き最も像側に位置するレンズ面の有効径(単
位はmm)、 である。

【００２６】上記条件は、ズームレンズ径としての大き
さ及び諸収差の補正に対する条件と、デジタルカメラ用
撮影光学系に特有の条件とのバランスを図るための条件
である。一般に、固体撮像素子を用いたデジタルカメラ
に使用される撮影光学系においては、固体撮像素子の前
面に設けられたマイクロレンズの集光性能を十分に満足
させるために、入射光束をマイクロレンズの光束に対し
て略垂直に入射させる必要がある。そのため、デジタル
カメラ用の撮影光学系においては、通常の銀塩フィルム
用カメラの撮影光学系と同様に諸収差の補正を行うこと
と併せて、像側に略テレセントリックであることが要求
される。条件式範囲（３）の上限値を超えると、ズーム
レンズ系が像側に略テレセントリックであることが必要
以上となり、諸収差、特に短焦点距離側での負の歪曲収
差が大きくなりすぎてその補正が困難になるとともに、
像面のアンダー側への倒れが著しくなり望ましくない。
逆に、条件式範囲（３）の下限値を超えると、略テレセ
ントリックであることを満足することが困難となり望ま
しくない。特に、下限値を超えた状態でテレセントリッ
ク性を向上しようとすると、ズームレンズ系のバックフ
ォーカスが必要以上となり、光学系の大型化を招き望ま
しくない。

【００２７】なお、上記条件に関しては、条件式範囲
（３）のうち、以下の条件式範囲（３ａ）を満足するこ
とがより望ましい。 6.5<img×R<9.5 （３ａ） 各実施形態のズームレンズ系は、以下の条件式範囲
（４）で規定される条件を満足することが望ましい。 1<max(T1,T2,T3,T4)/fw<4 （４） ただし、 Ti:第i群の光軸上厚みであって、max(T1,T2,T3,T4)はそ
の最大値、 である。

【００２８】上記条件は、小型で高倍率なズームレンズ
系を達成するための条件である。条件式範囲（４）の下
限値を超えると、各レンズ群の光軸上厚みが小さくなり
過ぎ、各レンズ群を構成しているレンズに要求される加
工要件（心厚・コバ厚など）を確保することが困難にな
るだけでなく、収差補正のために必要な設計自由度を確
保できない。逆に、条件式範囲（４）の上限値を越える
場合は、各レンズ群の光軸上厚みが大きくなりすぎ、コ
ンパクトなズームレンズ系を達成できない。

【００２９】なお、上記条件に関しては、条件式範囲
（４）のうち、以下の条件式範囲（４ａ）を満足するこ
とがより望ましい。 1<max(T1,T2,T3,T4)/fw<3 （４ａ） また、各実施形態のズームレンズ系は、以下の条件式範
囲（５）で規定される条件を満足することが望ましい。 6< Lw/fw<10 （５） ただし、 Lw:最短焦点距離状態の光学系全長（レンズ先端から像
面まで） fw:最短焦点距離状態の全系の焦点距離、 である。

【００３０】上記条件は、最短焦点距離状態の望遠比を
表している。条件式範囲（５）の下限値を超えると、光
学系全長が小さくなりすぎて収差補正が困難になる。ま
た、デジタルカメラ用の撮影光学系に要求される略テレ
セントリックの条件を満足することが難しくなる。逆
に、条件式範囲（５）の上限値を越えると、、コンパク
ト化が達成できない。さらに、全長が大きくなることに
伴い、像面での照度が確保できなるため前玉径の大型化
が必要になり、やはりコンパクトなズームレンズ系を達
成できない。

【００３１】また、各実施形態のズームレンズ系は、第
２レンズ群中に以下の条件式範囲（６）で規定される条
件を満足する非球面を少なくとも一面有することが望ま
しい。 -0.1<φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)}<0 （６） ただし、 φ：非球面を有するレンズのパワー、 N：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側の媒質のｄ線に対する屈折率、 H：光軸と垂直な方向の高さ、 X(H)：非球面の高さHでの光軸方向の変位量、 X0(H)：基準球面の高さHでの光軸方向の変位量、 である。

【００３２】上記条件は、負のパワーを有する面に設け
られた非球面が、その負のパワーを有する面のパワーを
弱くする形状であることを示す。第２レンズ群中の非球
面は、短焦点距離側での歪曲収差の補正および長焦点距
離側の球面収差の補正に有効である。上記条件式の上限
を超えると負のパワーが強くなりすぎ、短焦点側での負
の歪曲が大きくなり、逆に下限を超える負のパワーが弱
くなり、短焦点側での歪曲収差の補正には、有利である
が、長焦点側の球面収差が、補正不足状態となり、必要
な性能を確保できなくなる。また、非球面が正の面に設
けられた正のパワーを強くする形状も同様の効果が得ら
れる。

【００３３】第２レンズ群中の非球面のうち、比較的物
体側に近い側に設けられた非球面は、短焦点距離側の歪
曲収差の補正に有効であり、像側に近い面に設けられた
非球面については、長焦点距離側の球面収差の補正に有
効である。非球面の作用は、近軸のパワーを弱める方向
についており、球面のみの構成で補正過剰となった収差
を弱める働きをしている。実施形態の場合、第２レンズ
群中の物体側に近いレンズに設けられた負の面の非球面
のパワーが強くなり過ぎると、短焦点距離側での負の歪
曲収差が大きくなり過ぎ、逆に負のパワーが弱くなる
と、短焦点距離側での歪曲収差の補正には有利である
が、長焦点距離側の球面収差が補正不足状態となり、光
学性能を確保できなくなる。第２レンズ群中の正パワー
面に非球面がある場合も同様で、第２レンズ群中の正の
面のパワーが弱くなる場合と、負のパワーが強くなる場
合は同様の現象が起こる。また、第２レンズ群の比較的
像側に近いレンズの正の面に設けられた非球面のパワー
が弱くなり過ぎると、長焦点距離側での球面収差がオー
バー側に倒れ、球面収差の補正過剰状態となる。逆に、
パワーが強くなり過ぎると補正不足状態となり、いずれ
も望ましくない。また、正の面のパワーを強くする形状
も同様の効果が得られる。

【００３４】また、各実施形態のズームレンズ系は、第
４レンズ群中に以下の条件式範囲（７）で規定される条
件を満足する非球面を少なくとも一面有することが望ま
しい。 -0.1<φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)}<0 （７） ただし、 φ：非球面を有するレンズのパワー、 N：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側の媒質のｄ線に対する屈折率、 H：光軸と垂直な方向の高さ、 X(H)：非球面の高さHでの光軸方向の変位量、 X0(H)：基準球面の高さHでの光軸方向の変位量、 である。

【００３５】第４レンズ群中の非球面のうち、比較的物
体側に設けられた非球面は、主に短焦点距離側の球面収
差の補正に有効であり、比較的像面側に近いレンズ面に
関しては、長焦点距離側での像面性やフレアの補正に有
効である。第３レンズ群中では、物体側に近いレンズの
正のパワーが弱まる方向に非球面が設けられている場
合、パワーが弱くなり過ぎると短焦点距離側での球面収
差が補正不足となり、逆にパワーが強くなり過ぎると球
面収差が補正過剰となる。どちらの場合も、そのままで
はそれより後の光学系で収差を補正することが困難とな
り、結果的に収差補正のために、レンズ枚数の増加もし
くは、光学系の大型化などが避けられなくなる。また、
第４レンズ群中の像面に近いレンズに負のパワーが弱ま
る方向についている非球面については、負のパワーが弱
まり過ぎると長焦点距離側の軸外光線のアッパー側の収
束性が悪くなり、過大なフレアーが発生し結果的に像面
性が悪化する。また、短焦点距離側では、軸外光線に対
する影響が強くなり過ぎ、過大な負の歪曲収差が発生す
る。逆に負のパワーが強くなり過ぎると、短焦点距離側
の軸外光線に影響があり、短焦点距離側の像面性が悪化
する、具体的には、短焦点距離側の軸外の像面が、正の
方向に倒れてしまい他の面でも収差補正しきれなくな
る。

【００３６】また、各実施形態においては、絞りを第３
レンズ群と第４レンズ群との間に配置することが望まし
い。絞りを第３レンズ群と第４レンズ群との間に配置す
ることにより、最短焦点距離状態から中間焦点距離状態
へのズーミングに際して、周辺光量の低下をバランスよ
く防止することが可能となる。

【００３７】さらに、ズーミングに際して開放絞り径は
一定にすることが望ましい。通常、絞りは、開放ＦＮＯ
に相当する円形開口に対して、絞り羽根を開閉すること
により絞り込みを行なっている。また、画像に対する影
響を考慮すると、開放絞りの口径形状は、円であること
が望ましい。従って、画像に対する影響を考慮した場
合、ズーミングに際して各焦点距離状態で開放絞り径が
異なると、この円形開口を絞り羽根で行なうか、あるい
は複数の円形開口を配置するかのいずれかによって、絞
りをコントロールする必要が生じる。しかしながら、前
者の絞り羽根で行なう場合、少ない絞り羽根では歪んだ
形状の開口形状となり円に近づけるためにはどうしても
５、６枚と多数の羽根が必要となり、コストアップが避
けられない。また、後者のように複数の円形開口を持つ
場合、コストアップになるだけでなく光軸方向に円形開
口を挿入するためのスペースが必要となるため光学系の
大型化を招く。

【００３８】

【実施例】以下、本発明に係る実施例に関し、コンスト
ラクションデータ、収差図等を挙げて、更に具体例を示
す。

【００３９】以下に挙げる実施例１〜３は、前述した実
施形態にそれぞれ対応しており、実施形態を表すレンズ
配置図は、対応する実施例１〜３のレンズ構成を、それ
ぞれ示している。

【００４０】各実施例において、ri（ｉ=１，２，３・
・)は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、diｉ=
１，２，３・・)は物体側から数えてｉ番目の軸上面間
隔を示し、Ni(ｉ=１，２，３・・) 、νi(ｉ=１，２，
３・・) は、物体側から数えてｉ番目のレンズのｄ線に
対する屈折率、アッベ数を示す。また、ｆは全系の焦点
距離、Fno.はＦナンバーを表す。なお、各実施例におい
て、全系の焦点距離ｆ、及びＦナンバーFno.、各レンズ
群間の空気間隔(軸上面間隔)は、左から順に、最短焦点
距離端（広角端）(Ｗ)、中間焦点距離(Ｍ)、最長焦点距
離端（望遠端）(Ｔ)でのそれぞれの値に対応している。

【００４１】さらに、各実施例中、曲率半径ｒｉに*印
を付した面は非球面形状の屈折光学面であることを示
し、非球面の面形状を表す以下の式で定義するものとす
る。

【００４２】 X(H)=CH²/｛1+(1-ε・C²・H²)^1/2｝＋ΣAi・Hi （ＡＳ） ただし、 H：光軸に対して垂直な方向の高さ、 X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基
準)、 C：近軸曲率、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：ｉ次の非球面係数、 Hi：Hのi乗を表す記号、 である。

【００４３】 《実施例１》 f = 5.12〜15.33〜48.25 Fno= 2.55〜 3.51〜 4.10 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 45.488 d1= 0.60 N1= 1.846660 ν1= 23.82 r2= 21.430 d2= 0.16 r3= 24.992 d3= 4.41 N2= 1.487490 ν2= 70.44 r4= -107.356 d4= 0.10 r5= 18.045 d5= 2.62 N3= 1.754500 ν3= 51.57 r6= 58.274 d6= 0.10〜 8.82〜 14.12 r7= 15.944 d7= 0.81 N4= 1.622800 ν4= 56.88 r8= 4.616 d8= 4.80〜 3.10〜 2.26 r9*= 63.290 d9= 2.05 N5= 1.798500 ν5= 22.60 r10= -4.084 d10= 0.39 N6= 1.850000 ν6= 40.04 r11*= 8.364 d11= 6.54〜 3.07〜 0.60 r12= ∞ d12= 1.47〜 1.46〜 0.10 r13*= 3.852 d13= 2.07 N7= 1.487490 ν7= 70.44 r14= -24.378 d14= 0.10 r15=-110.417 d15= 0.47 N8= 1.805180 ν8= 25.43 r16= 12.085 d16= 0.10 r17= 7.030 d17= 1.36 N9= 1.638540 ν9= 55.62 r18= -18.005 d18= 0.89 r19*= 45.946 d19= 0.88 N10=1.834000 ν10=37.05 r20*= 5.366 d20= 1.19 r21= 4.981 d21= 1.15 N11=1.487490 ν11=70.44 r22= 17.336 d22= 1.12〜 4.18〜 8.17 r23= ∞ d23= 3.70 N12=1.516800 ν12=64.20 r24= ∞ [非球面係数] r9 ε = 1.0000 A4 =-2.24363×10^-3 A6 =-9.42130×10^-5 A8 = 2.75952×10^-5 A10=-2.89273×10^-6 A12= 1.02751×10^-7 r11 ε = 1.0000 A4 =-3.32777×10^-3 A6 = 1.27723×10^-5 A8 = 1.54347×10^-5 A10=-1.05360×10^-6 A12=-2.26011×10^-8 r13 ε = 1.0000 A4 =-1.25125×10^-3 A6 =-9.70814×10^-5 A8 = 4.17787×10^-6 A10=-5.31241×10^-7 A12=-1.78787×10^-8 r19 ε = 1.0000 A4 =-6.26135×10^-3 A6 = 4.42174×10^-4 A8 =-1.00131×10^-4 A10= 1.71611×10^-5 A12=-1.03881×10^-6 r20 ε = 1.0000 A4 =-3.09555×10^-3 A6 = 5.29201×10^-4 A8 =-3.72875×10^-6 A10=-1.41883×10^-7 A12= 7.17028×10^-7 《実施例２》 f = 5.13〜14.28〜48.66 Fno= 2.55〜 3.51〜 4.10 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 35.061 d1= 0.65 N1= 1.846660 ν1= 23.82 r2= 18.989 d2= 1.00 r3= 19.584 d3= 5.28 N2= 1.487490 ν2= 70.44 r4= -52.935 d4= 0.10 r5= 13.889 d5= 2.25 N3= 1.754500 ν3= 51.57 r6= 21.981 d6= 0.26〜 6.17〜 13.47 r7= 12.389 d7= 0.60 N4= 1.622800 ν4= 56.88 r8= 4.157 d8= 2.90 r9*= 118.284 d9= 1.67 N5= 1.798500 ν5= 22.60 r10= -3.899 d10= 0.70 N6= 1.850000 ν6= 40.04 r11*= 9.602 d11= 2.20〜 0.40〜 0.06 r12= 18.163 d12= 0.60 N7= 1.817156 ν7= 23.07 r13= 15.000 d13= 4.19〜 2.78〜 0.29 r14= ∞ d14= 1.80〜 0.64〜 0.10 r15*= 3.857 d15= 2.12 N8= 1.487490 ν8= 70.44 r16= -25.042 d16= 0.10 r17= 133.072 d17= 0.60 N9= 1.805180 ν9= 25.43 r18= 10.267 d18= 0.10 r19= 6.449 d19= 1.37 N10=1.638540 ν10=55.62 r20= -24.444 d20= 0.87 r21*= 68.652 d21= 0.71 N11=1.834000 ν11=37.05 r22*= 6.497 d22= 2.17 r23= 5.653 d23= 3.41 N12=1.487490 ν12=70.44 r24= 13.760 d24= 0.40〜 5.82〜 7.91 r25= ∞ d25= 3.70 N13=1.516800 ν13=64.20 r26= ∞ [非球面係数] r9 ε = 1.0000 A4 =-2.35560×10^-3 A6 =-9.63598×10^-5 A8 = 2.62740×10^-5 A10=-2.78596×10^-6 A12= 1.00455×10^-7 r11 ε = 1.0000 A4 =-3.32055×10^-3 A6 = 7.83414×10^-6 A8 = 1.37896×10^-5 A10=-8.24914×10^-7 A12=-2.64364×10^-8 r15 ε = 1.0000 A4 =-1.28880×10^-3 A6 =-9.49132×10^-5 A8 = 4.44929×10^-6 A10=-5.11262×10^-7 A12=-1.78532×10^-8 r21 ε = 1.0000 A4 =-6.35934×10^-3 A6 = 4.43164×10^-4 A8 =-1.04257×10^-4 A10= 1.72333×10^-5 A12=-1.03895×10^-6 r22 ε = 1.0000 A4 =-2.99317×10^-3 A6 = 4.95732×10^-4 A8 =-3.98930×10^-6 A10=-1.34760×10^-6 A12= 7.15161×10^-7 《実施例３》 f = 5.13〜15.50〜48.31 Fno= 2.55〜 3.51〜 4.10 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 42.890 d1= 0.60 N1= 1.844110 ν1= 26.46 r2= 17.360 d2= 0.17 r3= 17.663 d3= 4.13 N2= 1.533381 ν2= 64.69 r4= -222.146 d4= 0.10 r5= 16.128 d5= 2.80 N3= 1.753811 ν3= 51.59 r6= 58.894 d6= 0.10〜 7.76〜 12.68 r7= 14.407 d7= 0.89 N4= 1.669094 ν4= 55.00 r8= 4.237 d8= 3.88〜 2.90〜 2.29 r9*= 60.245 d9= 1.62 N5= 1.795462 ν5= 22.69 r10= -3.952 d10= 0.60 N6= 1.850000 ν6= 40.04 r11*= 9.317 d11= 5.84〜 4.70〜 0.33 r12= ∞ d12= 2.07〜 -0.57〜 0.10 r13*= 3.763 d13= 2.58 N7= 1.487612 ν7= 70.42 r14= -20.768 d14= 0.10 r15= 21.270 d15= 0.61 N8= 1.709612 ν8= 26.08 r16= 8.484 d16= 0.10 r17= 5.398 d17= 1.09 N9= 1.631247 ν9= 57.01 r18=-553.690 d18= 0.14 r19*=-1244.108 d19= 0.63 N10=1.787801 ν10=31.09 r20*= 5.680 d20= 2.43 r21= 6.301 d21= 4.15 N11=1.487490 ν11=70.44 r22= 15.007 d22= 0.35〜 3.70〜 7.92 r23= ∞ d23= 3.70 N12=1.516800 ν12=64.20 r24= ∞ [非球面係数] r9 ε = 1.0000 A4 =-2.18037×10^-3 A6 =-8.82227×10^-5 A8 = 2.51228×10^-5 A10=-2.70281×10^-6 A12= 9.95759×10^-8 r11 ε = 1.0000 A4 =-3.18197×10^-3 A6 = 1.26373×10^-7 A8 = 1.93073×10^-5 A10=-2.20292×10^-6 A12= 7.49410×10^-8 r13 ε = 1.0000 A4 =-8.85457×10^-4 A6 =-7.07162×10^-5 A8 = 4.95088×10^-6 A10=-5.43380×10^-7 A12=-1.34609×10^-8 r19 ε = 1.0000 A4 =-6.44106×10^-3 A6 = 4.40532×10^-4 A8 =-1.04771×10^-4 A10= 1.41286×10^-5 A12=-1.03781×10^-6 r20 ε = 1.0000 A4 =-2.64656×10^-3 A6 = 4.98713×10^-4 A8 =-5.88685×10^-6 A10=-4.88564×10^-6 A12= 7.28193×10^-7 図４乃至６は、実施例１乃至３に対応する収差図であ
る。各収差図は、左側から順に、球面収差図、非点収差
図、歪曲収差図を表している。また、各収差図は、上か
ら順に、前述した最短焦点距離状態(広角端)、中間焦点
距離状態、最長焦点距離状態(望遠端)に相当する光学系
の収差を示している。

【００４４】各球面収差図おいて、実線ｄはｄ線に対す
る球面収差量、一点鎖線ｇはｇ線に対する球面収差量、
点線ＳＣは正弦条件不満足量を表す。また、各非点収差
図において、実線ＤＳはサジタル面、点線ＤＭはメリデ
ィオナル面をそれぞれ表す。また、球面収差図の縦軸は
光線のＦナンバーを表し、非点収差図及び歪曲収差図の
縦軸は、最大像高Ｙ’を表す。

【００４５】また、各実施例の条件式対応値を以下に示
す。なお、各データにおいて数字の後のEの文字は指数
部分を示しており、例えば、1.0E-2であれば1.0×10^-2
を表すものとする。また、Hmaxは最大有効径を表す。

【００４６】《実施例１》 （１） βT2/βw2： 4.3 （２） m1/Z ： 1.18 （３） img×R ： 8.7 （４） max(T1,T2,T3,T4)/flw： 1.49 （５） Lw/flw： 7.78 （６） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r9 0.7Hmax=-0.7658E-3 r11 0.7Hmax=-0.5751E-2 （７） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r13 0.7Hmax=-0.4353E-02 《実施例２》 （１） βT2/βw2： 4.1 （２） m1/Z ： 1.37 （３） img×R ： 8.8 （４） max(T1,T2,T3,T4)/flw： 1.81 （５） Lw/flw： 8.00 （６） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r9 0.7Hmax=-0.4497E-3 r11 0.7Hmax=-0.4801E-2 （７） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r13 0.7Hmax=-0.2888E-2 《実施例３》 （１） βT2/βw2： 4.0 (2) m1/Z ： 1.16 （３） img×R ： 8.5 （４） max(T1,T2,T3,T4)/flw： 1.80 （５） Lw/flw： 7.74 （６） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r9 0.7Hmax=-0.6587E-3 r11 0.7Hmax=-0.4760E-2 （７） φ×(N'-N)×d/dH{X(H)-X0(H)} r13 0.7Hmax=-0.3367E-2

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
ズームレンズ装置によれば、高変倍率で高画質を有する
にも拘わらず、コンパクトなズームレンズ系を備えたズ
ームレンズ装置を提供することができる。

【００４８】したがって、本発明に係るズームレンズ装
置を、デジタルカメラに適用した場合、当該カメラの高
機能化とコンパクト化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のズームレンズ系のレンズ構成
図。

【図２】第２実施形態のズームレンズ系のレンズ構成
図。

【図３】第３実施形態のズームレンズ系のレンズ構成
図。

【図４】第１実施形態のズームレンズ系の収差図。

【図５】第２実施形態のズームレンズ系の収差図。

【図６】第３実施形態のズームレンズ系の収差図。

【符号の説明】

Ｇｒ１：第１レンズ群 Ｇｒ２：第２レンズ群 Ｇｒ３：第３レンズ群 Ｇｒ４：第４レンズ群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 尚士 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大 阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 金野 賢治 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大 阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 河野 哲生 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大 阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−250086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−140710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−140709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−219710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93022（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から順に、ズームレンズ系と、該
   ズームレンズ系が形成した光学像を受光する固体撮像素
   子と、を備えたズームレンズ装置であって、 前記ズームレンズ系は、物体側より順に、正のパワーを
   有する第１レンズ群と、負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レンズ群とを有し、最短焦点距離状態から
   最長焦点距離状態へのズーミングに際して、第１レンズ
   群と第２レンズ群との軸上間隔を増大させ、第２レンズ
   群と第３レンズ群の軸上間隔を減少させ、第３レンズ群
   と第４レンズ群の軸上間隔を減少させるように、前記第
   １レンズ群及び第３レンズ群が移動するとともに、以下
   の条件を満足することを特徴とするズームレンズ装置； 3.5<βt23/βw23<6.0 1.0<img×R<15.0 ただし、 βt23：最長焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
   横倍率、 βw23：最短焦点距離状態での第２、３レンズ群の合成
   横倍率、 img：最大像高（単位はmm） R：ズームレンズ系を構成するレンズ面のうち、フィル
   ター等を除き最も像側に位置するレンズ面の有効径（単
   位はmm） である。
2. 【請求項２】 物体側から順に、ズームレンズ系と、該
   ズームレンズ系が形成した光学像を受光する固体撮像素
   子と、を備えたズームレンズ装置であって、 前記ズームレンズ系は、物体側より順に、正のパワーを
   有する第１レンズ群と、負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レンズ群とを有し、最短焦点距離状態から
   最長焦点距離状態へのズーミングに際して、第１レンズ
   群と第２レンズ群との軸上間隔を増大させ、第２レンズ
   群と第３レンズ群の軸上間隔を減少させ、第３レンズ群
   と第４レンズ群の軸上間隔を減少させるように、前記第
   １レンズ群及び第３レンズ群が移動するとともに、さら
   に前記第１レンズ群は最短焦点距離状態から最長焦点距
   離状態へのズーミングの際に物体側に移動し、以下の条
   件を満足することを特徴とするズームレンズ装置； 0.2<m1/Z<3.0 1.0<img×R<15.0 ただし、 m1：第１レンズ群の最短焦点距離状態から最長焦点距離
   状態へのズーミングの際の移動量(mm)、 Z：ズーム比（Z=ft/fw：最短焦点距離状態と最長焦点距
   離状態の焦点距離比）、 img：最大像高（単位はmm） R：ズームレンズ系を構成するレンズ面のうち、フィル
   ター等を除き最も像側に位置するレンズ面の有効径（単
   位はmm） である。