JP4153640B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、ビデオカメラやスチルビデオカメラ等に適した広画角のズームレンズとそれを利用した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生ビデオカメラ用のズームレンズとしては、例えば特開昭６３−２９７１８号に示されているように、物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群で変倍を行い、第４群で変倍による像位置補正及びフォーカシングを行うタイプが主流となっている。このタイプのズームレンズの多くは、広角端の画角（２ω）が５０°程度である。これに対し、広角端の画角が６６°程度とより広画角を達成したものとしては特開平１０−６２６８７号のものがあり、物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群、第３群、第４群を変倍時に可動とした上で、諸条件を満足することで広画角を実現したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−６２６８７号のものは全て３倍程度の変倍比である。この中、第１〜第２実施例は、広角端のＦナンバーが２と明るいが、バックフォーカスが小さい。第３〜第６実施例は、広角端のＦナンバーが２．８程度であるが、バックフォーカスが大きい。
【０００４】
この特開平１０−６２６８７号のものに比較してさらなる高変倍比のレンズが望ましい。また、ＣＣＤ等の電子撮像素子の画素ピッチの小型化に伴い、収差が良好で明るいレンズが望ましい。さらに、一眼レフ光学ファインダーの光路分割部材や色分解プリズムを配置するためには、バックフォーカスが大きいことが望ましい。
【０００５】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、広画角で高変倍比であって、収差が良好に補正され、明るく、バックフォーカスの大きなズームレンズとそれを利用した撮像装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のもう１つのズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【０００８】
これらの場合に、第４群は、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することが望ましい。
【０００９】
以下に、本発明において、上記構成をとる理由と作用について説明する。
【００１０】
物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するタイプのズームレンズは、特開平１０−６２６８７号で示した通り、広画角に有利なタイプである。
【００１１】
さらに、本発明の目的を達成するためには、第３群、第４群の構成が最も重要である。バックフォーカスを大きくするには、バックフォーカスの確保しやすいレンズ構成を採用することが必要である。ただし、バックフォーカスが大きくかつＦナンバーが小さいと、第３群、第４群を通る軸上光線高が高くなるため、軸上収差補正に適していることも必要である。さらに、高変倍を達成するためにはに、第３群、第４群が光軸上を移動する際、収差の変動を小さくする必要がある。これらの条件を満足するために、第３群、第４群を、上記のように、第３群の最も像側のレンズが像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズが物体に対して凹面を向けた負レンズであるような構成にした。第３群、第４群は全体でダブルガウスレンズに近い構成をしており、さらに群間隔を変化しながら変倍することで、本発明の目的を達成している。
【００１２】
また、第２番目の構成について、広画角と鏡枠構成の簡素化を両立するためには、絞りの位置が重要である。広画角化に際して、絞りを略光学系の中心に配置することが、第１群及び第４群の小型化に有利である。さらに、光軸上で固定とすることで、鏡枠構成を複雑にすることもない。また、第１群は変倍時に固定とすることもでき、鏡枠構成上好ましい。
【００１３】
以上の第１番目及び第２番目のものにおいて、バックフォーカスの確保及び収差の補正に関しては、変倍と結像作用を持つ第３群、第４群中、特に第４群の構成が重要である。正の屈折力をより多くの要素で分担するのが望ましく、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することことが望ましい。
【００１４】
第４に、第４群のレンズ枚数を少なく構成したい場合には、第４群を、物体側より順に、負、正、正のレンズからなる構成とすることが好ましい。
【００１５】
第５に、高変倍化のためには変倍作用を持つ第２群の構成が重要である。変倍による収差の変動を補正するために、負の屈折力をより多くの要素で分担するのが望ましく、物体側より順に、負、負、負、正、又は、負、負、正、負のレンズを有することをが望ましい。
【００１６】
第６に、第４群は、物体側より順に、負、正、正、正のレンズからなることが正の屈折力をより多くの要素で分担する上で望ましい。
【００１７】
第６に、第３群、第４群の構成に関して、さらに、以下の条件式（１）から（４）の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、より望ましくは何れか３つ、最も望ましくは４つ全てを満足するのが好ましい。
【００１８】
−０．９＜（ｒ4F＋ｒ3R）／（ｒ4F−ｒ3R）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ3R−１／ｒ4F）×ｆW ＜２．５ ・・・（２）
−３．７＜ｆ4F／ｆW ＜−１ ・・・（３）
νd4F ＜４０ ・・・（４）
ただし、
ｒ3R：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆW ：広角端での全系の焦点距離
ｆ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離
νd4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数
である。
【００１９】
条件式（１）は、第３群、第４群での収差の分担に関するものであり、第３群、第４群それぞれの収差補正を行うことを規定している。条件式（１）の上限の０．９、及び、下限の−０．９を越えると、変倍による収差の変動が大きくなってしまう。
【００２０】
条件式（２）は、第３群、第４群全体での収差の補正に関するものであり、第３群、第４群全体で充分に収差補正を行うためのものである。条件式（２）の下限の０．５を越えると、第３群、第４群全体での収差補正が不足になり、上限の２．５を越えると、第３群、第４群全体での収差補正が過剰になる。
【００２１】
条件式（３）は、バックフォーカスの確保に関するものである。条件式（３）の下限の−３．７を越えると、バックフォーカスの確保が困難となり、上限の−１を越えると、バックフォーカスの確保には有利であるが、レンズ全長が長大化してしまう。
【００２２】
条件式（４）は、色収差の補正に関するものである。条件式（４）の範囲を越えると、色収差が補正不足をなる。
【００２３】
第８に、第３群、第４群の変倍に関して、さらに以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、最も望ましくは３つ全てを満足するのが好ましい。
【００２４】
０．６＜ｚ3 ／ｆW ＜３ ・・・（５）
０．３＜ｚ4 ／ｆW ＜２．５ ・・・（６）
０．６＜Ｄs3W ／ｆW ＜３ ・・・（７）
ただし、
ｚi （ｉは３，４）：第ｉ群の広角端から望遠端への移動量であって、像側か
ら物体側に移動する場合を正符号とする
Ｄs3W ：広角端での絞りと第３群との間隔
である。
【００２５】
条件式（５）及び（６）はそれぞれ、第３群、第４群の移動量を規定し、第３、第４群で充分な変倍作用を持たせるためのものである。また、条件式（７）は広角端での第３群の位置を規定し、レンズ径の小型化に関するものである。
【００２６】
条件式（５）及び（６）のそれぞれの下限の０．６、０．３を越えると、第３、第４群の変倍作用が小さくなり高変倍化には不利である。あるいは、第２群の変倍の分担量が大きくなり、その結果、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり、第１群の大きさが増大する。
【００２７】
条件式（５）及び（６）のそれぞれの上限の３、２．５を越えると、第３群、第４群を通る軸外光線が高くなり、第３群、第４群の径が増大する。
【００２８】
同様に、条件式（７）の下限の０．６を越えると、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり、第１群の大きさが増大する。条件式（７）の上限の３を越えると、第３群、第４群を通る軸外光線が高くなり、第３群、第４群の径が増大する。
【００２９】
第９に、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
【００３０】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【００３１】
第１０に、第１から第４のズームレンズにおいて、第２群内の何れかの負レンズが条件式（８）を満足することが望ましい。
【００３２】
この第８、第９の条件式（８）は倍率色収差の補正に関するものである。特開昭６３−２９７１８号や特開平１０−６２６８７号等の正、負、正、正タイプのズームレンズにおいては、広角端で第２群を通る軸外光線が高く倍率色収差が発生しやすい。そして、第２群で発生する倍率色収差を補正する際、Ｆ−Ｃライン間で補正すると、ｇラインが補正過剰となりやすい。この傾向は高変倍化に伴いより大きくなる。
【００３３】
そこで、ｇラインの補正過剰を軽減するためには、部分分散比の高い（Ｆ，Ｃラインの屈折率に対してｇラインの屈折率の高い）硝材を用いるのが効果的である。こうすると、ｇラインの補正過剰を軽減することに有利である。第２群の場合は、全体として負の屈折力を有しているので、第２群中の負レンズに用いるとよい。条件式（８）の範囲を外れると、広角側での倍率色収差に不利である。
【００３４】
第１１として、第１から第４のズームレンズにおいて、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが条件式（９）を満足することが望ましい。
【００３５】
第１２として、第１から第４のズームレンズにおいて、第３群内の何れかの正レンズが条件式（９）を満足することが望ましい。
【００３６】
この第９から第１１の条件式（８）は軸上色収差の補正に関するものである。特開昭６３−２９７１８号や特開平１０−６２６８７号等の正、負、正、正タイプのズームレンズにおいては、変倍域全体を通して第３群、第４群を通る軸上光線が高く軸上色収差が発生しやすい。そして、第３群、第４群で発生する軸上色収差を補正する際、Ｆ−Ｃライン間で補正すると、ｇラインが補正過剰となりやすい。Ｆナンバーが小さく（レンズか明るく）なるのに伴い、また、バックフォーカスが大きくなるに伴い、この傾向は大きくなる。そこで、ｇラインの補正過剰を軽減するためには、部分分散比の高い（Ｆ，Ｃラインの屈折率に対してｇラインの屈折率の高い）硝材を用いるが効果的である。こうすると、ｇラインの補正過剰を軽減することに有利である。第３群、第４群の場合は、それぞれ群全体として正の屈折力を有しているので、第３群、第４群中の正レンズに用いるとよい。条件式（９）の範囲を外れると、軸上色収差に不利である。
【００３７】
なお、条件式（８）、（９）で示した部分分散比を持つ硝材は具体的には、“ＯＨＡＲＡ ガラスカタログ”１９９５年版，θg,F −νd 一覧図に示されている。アッベ数νd と部分分散比θg,F はその一覧図に示す通りの関係にある。また、硝材メーカー各社（ＳＣＨＯＴＴ，ＨＯＹＡ）の硝種の対照表は、“ＯＨＡＲＡ ガラスカタログ”１９９５年版，推奨硝種一覧他社対照表に示されている。
【００３８】
第１３として、第１から第４のズームレンズは、第４群でフォーカスをすることができ、レンズ全体の小型化に有利である。第４群以外では、第２群もフォーカシングに適している。本発明のズームレンズでは、第２群が比較的結像倍率の絶対値が小さく、第２群でフォーカシングすることが可能である。第２群は広角端に対し望遠端で像側に位置するので、望遠側では第２群でフォーカシングを行うための間隔が充分確保でき、第２群と合せてフォーカシングすることで、より近距離まで撮影することができる。
【００３９】
なお、本発明のズームレンズは、フォーカスを行う場合、第４群又は第２群で行うことが好ましいことはすでに述べたが、それ以外のレンズ群を用いてもよく、また、レンズ全体を移動させるか、あるいは、撮像素子を移動させてもよい。
【００４０】
第１４として、第１から第４のズームレンズにおいて、各ズーム群に非球面レンズを用いることは収差の補正やレンズ構成の簡素化に有利である。特に、結像作用を持つ第３群内及び第４群内にそれぞれ非球面レンズを用いることが効果的である。
【００４１】
第１５として、第１から第４のズームレンズにおいて、光学ファインダー用の光路分割手段を第４群よりも像側に配置し、一眼レフファインダー光学系とすることもできる。光路分割手段として常時固定の半透過反射面を持つ部材を用いれば、機械構成が簡素化できる。半透過反射面を持つ部材としては、半透過反射面を持つプリズムや、半透過反射面を持つ薄型ミラーがある。光路分割手段としてクイックリターンミラー等の可動部材を用いれば、撮影時に光量のロスがなく、カメラ全体の感度に関して有利である。
【００４２】
第１６として、非球面を第４群の少なくとも１面に用いる際は、その非球面は光軸から離れるに従って正の屈折力が小さくなるか、又は、負の屈折力が大きくなる形状とするすることが収差補正上好ましい。
【００４３】
第１７として、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
【００４４】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【００４５】
以上の他、本発明のズームレンズにおいて、射出瞳位置の制御や、収差補正、小型化等の目的で、第４群の像側にレンズ群を配置してもよい。また、コスト低減等の目的で、何れかの群にプラスチックレンズを用いてもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に本願発明のズームレンズの実施例１〜１０について説明する。
【００４７】
実施例１〜１０の広角端（ａ）、中間位置（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ断面図をそれぞれ図１〜図１０に示す。各実施例の数値データは後記する。
【００４８】
実施例１は、図１に示すように、第１群Ｇ１から第４群Ｇ４の４群からなり、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に固定の絞りＳが配置されている。第１群Ｇ１は固定群であり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群Ｇ２は像面Ｉ側へ、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４は物体側へ移動する。また、第４群Ｇ４と像面Ｉの間に光路分割部材や光学フィルター等の部材Ｆが配置されている。他の実施例も同様である。
【００４９】
第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、両凹レンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の２番目の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５０】
実施例２は、図２に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、両凹レンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の２番目の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５１】
実施例３は、図３に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５２】
実施例４は、図４に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５３】
実施例５は、図５に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと凸平レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの４枚からなる。また、非球面は、第２群Ｇ２の両凹レンズの像側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の正メニスカスレンズの物体側の面の３面に用いている。
【００５４】
実施例６は、図６に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面の２面に用いている。
【００５５】
実施例７は、図７に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５６】
実施例８は、図８に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、平両凹レンズと、両凹レンズと凸平レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５７】
実施例９は、図９に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとの３枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５８】
実施例１０は、図１０に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとの３枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の両凸レンズの物体側の面の２面に用いている。
【００５９】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、Ｌは最終レンズ面から像面までの距離、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００６０】
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8、A10 はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
上記実施例１の物体距離無限遠の収差図を図１１に、第４群Ｇ４で物体距離３００ｍｍにフォーカスした場合の収差図を図１２に示す。各収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間位置、（ｃ）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。ただし、図中、“ＩＨ”は像高を表している。
【００７２】
次に、上記各実施例における条件式（１）〜（９）の値を以下に示す。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
（１） -0.21 -0.32 -0.15 0.50 -0.20
（２） 1.13 0.96 1.25 0.97 1.17
（３） -1.93 -1.47 -2.25 -1.91 -2.11
（４） 25.42 25.42 25.42 25.42 25.42
（５） 0.87 0.81 1.15 1.26 1.23
（６） 0.58 0.55 0.78 0.69 0.74
（７） 1.03 0.98 1.32 1.43 1.39
（８） 0.62 0.62 0.62 0.62 0.60
（９） 0.62 0.62 0.62 0.62 0.60
条件式 実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９ 実施例１０
（１） -0.16 -0.0685 -0.1462 -0.21 -0.18
（２） 1.07 1.4028 1.4227 1.50 1.37
（３） -2.35 -2.4406 -2.4531 -3.01 -3.24
（４） 30.13 25.42 25.42 25.42 25.42
（５） 1.22 1.0616 1.0681 1.06 1.23
（６） 0.91 0.7674 0.7245 0.73 0.67
（７） 1.38 1.3525 1.2282 1.22 1.39
（８） 0.62 0.6204 0.6204 0.62 0.62
（９） 0.62 0.6204 0.6204 0.62 0.62 。
【００７３】
なお、広角端におけるバックフォーカス（空気換算長）は、
実施例１ 22.35
実施例２ 22.22
実施例３ 22.16
実施例４ 22.16
実施例５ 22.16
実施例６ 22.17
実施例７ 21.78
実施例８ 22.25
実施例９ 21.54
実施例１０ 20.47
である。
【００７４】
また、第２群Ｇ２内で部分分散比が条件式（８）を満足する負レンズは、実施例１〜５、７〜１０は第８面と第９面で規定されるレンズ（第２群Ｇ２の２番目のレンズ）であり、実施例６は第１１面と第１２面で規定されるレンズ（第２群Ｇ２の４番目のレンズ）である。
【００７５】
また、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４内で部分分散比が条件式（９）を満足する正レンズは、実施例１〜〜１０は第１４面と第１５面で規定されるレンズ（第３群Ｇ３の１番目のレンズ）である。
【００７６】
さて、以上のような本発明のズームレンズは、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等にに用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００７７】
図１３〜図１５は、本発明のズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター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、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。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。
【００７８】
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。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、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム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、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【００７９】
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が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。
【００８０】
次に、図１６は、本発明のズームレンズをビデオカメラの撮影部の対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合は、撮影用光路上に配置された撮影用対物光学系６１は、実施例１のズームレンズを用いている。この撮影用対物光学系６１を通った結像光束は、バックフォーカス側に配置された色分解プリズム６２のＲ反射ミラー６３Ｒ、Ｇ反射ミラー６３Ｇを経てＲ，Ｇ，Ｂの光束に色分解され、それぞれカバーガラス６４が配置されたＲ受光ＣＣＤ６４Ｒ、Ｇ受光ＣＣＤ６４Ｇ、Ｂ受光ＣＣＤ６４Ｂの撮像面上にＲ，Ｇ，Ｂに色分解された物体像が形成される。これらＣＣＤ６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂで受光された色分解物体像は、処理手段６５を介し、液晶表示板６６上にカラー電子像として表示される。また、この処理手段６５は、マイク６８からの音声と、ＣＣＤ６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂで撮影された物体像とを電子情報として記録する記録手段７０（ビデオテープやＣＤ，ＤＶＤ等）の制御も行う。液晶表示板６６に表示された画像はバックライト６７で照明され、接眼光学系６９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。なお、撮影対物光学系６１の入射側、接眼光学系６９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【００８１】
このビデオカメラの場合も、撮影対物光学系６１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。また、バックフォーカスが大きいので、色分解プリズム６２をバックフォーカス側に配置する自由度が大きなものとなる。
【００８２】
なお、図１５、図１６の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【００８３】
次に、図１７（ａ）は、本発明のズームレンズを一眼レフカメラの対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合も、対物光学系７１としては、実施例１のズームレンズを用いて示す。この対物光学系７１を通った結像光束は、バックフォーカス側に配置されたハーフミラープリズム（ビームスプリッター等）７２を介して、撮影用光路とファインダー用光路とに分離される。なお、ハーフミラープリズム７２に代えてクイックリターンミラーを用いれば、光量の損失を防止でき望ましい。さらに、撮影用光路中には、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のフィルターＦとＣＣＤ７３が配され、物体像がこのフィルターＦを通ってＣＣＤ７３の撮像面上に形成される。また、ファインダー用光路には、その撮像面と共役な位置に形成される１次像面上にスクリーンマット７４が配され、この１次像が平面ミラー７５で反射され、リレー光学系７６により２次像としてリレーされると共に、正立正像にされている。そして、この２次像を接眼レンズ７７によって観察像眼球Ｅに導く。
【００８４】
また、この図１７（ａ）のファインダー光路部分は、図１７（ｂ）に示すように、平面ミラー７５とリレー光学系７６とを正パワーを持った凹面鏡プリズム７８に置き換えてもよい。このような構成とすれば、部品点数を減らすことができると共に、コンパクト化も実現できる。なお、この凹面鏡プリズム７８は、入射面と射出面にもパワーを持たせてもよいし、反射面は回転対称面（球面や非球面等）の他、アナモルフィック面や自由曲面等の非回転対称面であってもよい。また、ＣＣＤ７３に代えて、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。
【００８５】
次に、本発明のズームレンズが対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが図１８〜図２０に示される。図１８はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の状態の側面図である。図１８〜図２０に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００８６】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明のズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【００８７】
ここで、撮像素子チップ１６２上には光学フィルター等の部材Ｆ中のｌＲカットフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【００８８】
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１８には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
【００８９】
次に、本発明のズームレンズが撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図２１に示される。図２１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明のズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００９０】
ここで、撮像素子チップ１６２上には光学フィルター等の部材Ｆ中のｌＲカットフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【００９１】
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
【００９２】
以上の本発明のズームレンズは例えば次のように構成することができる。
【００９３】
〔１〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【００９４】
〔２〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【００９５】
〔３〕 第４群は、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【００９６】
〔４〕 第４群は、物体側より順に、負、正のレンズからなることを特徴とする上記３記載のズームレンズ。
【００９７】
〔５〕 第２群は、物体側より順に、負、負、負、正、又は、負、負、正、負のレンズを有することを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【００９８】
〔６〕 第４群は、物体側より順に、負、正、正、正のレンズからなることを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【００９９】
〔７〕 以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、より望ましくは何れか３つ、最も望ましくは４つ全てを満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１００】
−０．９＜（ｒ4F＋ｒ3R）／（ｒ4F−ｒ3R）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ3R−１／ｒ4F）×ｆW ＜２．５ ・・・（２）
−３．７＜ｆ4F／ｆW ＜−１ ・・・（３）
νd4F ＜４０ ・・・（４）
ただし、
ｒ3R：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆW ：広角端での全系の焦点距離
ｆ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離
νd4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数
である。
【０１０１】
〔８〕 以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、最も望ましくは３つ全てを満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１０２】
０．６＜ｚ3 ／ｆW ＜３ ・・・（５）
０．３＜ｚ4 ／ｆW ＜２．５ ・・・（６）
０．６＜Ｄs3W ／ｆW ＜３ ・・・（７）
ただし、
ｚi （ｉは３，４）：第ｉ群の広角端から望遠端への移動量であって、像側か
ら物体側に移動する場合を正符号とする
Ｄs3W ：広角端での絞りと第３群との間隔
である。
【０１０３】
〔９〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１０４】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０５】
〔１０〕 第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５のズームレンズ。
【０１０６】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０７】
〔１１〕 第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１０８】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０９】
〔１２〕 第３群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１０】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１１１】
〔１３〕 第４群でフォーカスを行うことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１２】
〔１４〕 第３群内及び第４群内にそれぞれ非球面レンズを用いたことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１３】
〔１５〕 光学ファインダー用の光路分割手段を第４群よりも像側に配置したことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１４】
〔１６〕 第４群中に少なくとも１面の非球面を有し、該非球面は光軸から離れるに従って正の屈折力が小さくなるか、負の屈折力が大きくなることを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１５】
〔１７〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１１６】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１１７】
〔１８〕 上記１から１７の何れか１項記載のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成される物体像を受光する撮像素子と、前記物体像を表示する表示素子を有することを特徴とする撮像装置。
【０１１８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、広画角であって高変倍比で、収差が良好に補正され、明るく、バックフォーカスの大きなズームレンズとそれを利用した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの断面図である。
【図１０】本発明の実施例１０のズームレンズの断面図である。
【図１１】実施例１の物体距離無限遠の収差図である。
【図１２】実施例１の物体距離３００ｍｍにフォーカスした場合の収差図である。
【図１３】本発明のズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１４】図１３のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１５】図１３のデジタルカメラの断面図である。
【図１６】本発明のズームレンズを組み込んだビデオカメラの構成を示す概念図である。
【図１７】本発明のズームレンズを組み込んだ一眼レフカメラの構成を示す概念図である。
【図１８】本発明のズームレンズが対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図１９】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図２０】図１８の状態の側面図である。
【図２１】本発明のズームレンズが対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１群
Ｇ２…第２群
Ｇ３…第３群
Ｇ４…第４群
Ｓ …絞り
Ｉ …像面
Ｆ …光学フィルター等の部材
Ｅ …観察者眼球
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
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…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
６１…撮影用対物光学系
６２…色分解プリズム
６３Ｒ…Ｒ反射ミラー
６３Ｇ…Ｇ反射ミラー
６４…カバーガラス
６４Ｒ…Ｒ受光ＣＣＤ
６４Ｇ…Ｇ受光ＣＣＤ
６４Ｂ…Ｂ受光ＣＣＤ
６５…処理手段
６６…液晶表示板
７０…記録手段
６７…バックライト
６８…マイク
６９…接眼光学系
７１…対物光学系
７２…ハーフミラープリズム
７３…ＣＣＤ
７４…スクリーンマット
７５…平面ミラー７５
７６…リレー光学系
７７…接眼レンズ
７８…凹面鏡プリズム
１１２…対物レンズ
１１３…鏡枠
１１４…カバーガラス
１６０…撮像ユニット
１６２…撮像素子チップ
１６６…端子
３００…パソコン
３０１…キーボード
３０２…モニター
３０３…撮影光学系
３０４…撮影光路
３０５…画像
４００…携帯電話
４０１…マイク部
４０２…スピーカ部
４０３…入力ダイアル
４０４…モニター
４０５…撮影光学系
４０６…アンテナ
４０７…撮影光路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、ビデオカメラやスチルビデオカメラ等に適した広画角のズームレンズとそれを利用した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生ビデオカメラ用のズームレンズとしては、例えば特開昭６３−２９７１８号に示されているように、物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群で変倍を行い、第４群で変倍による像位置補正及びフォーカシングを行うタイプが主流となっている。このタイプのズームレンズの多くは、広角端の画角（２ω）が５０°程度である。これに対し、広角端の画角が６６°程度とより広画角を達成したものとしては特開平１０−６２６８７号のものがあり、物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群、第３群、第４群を変倍時に可動とした上で、諸条件を満足することで広画角を実現したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−６２６８７号のものは全て３倍程度の変倍比である。この中、第１〜第２実施例は、広角端のＦナンバーが２と明るいが、バックフォーカスが小さい。第３〜第６実施例は、広角端のＦナンバーが２．８程度であるが、バックフォーカスが大きい。
【０００４】
この特開平１０−６２６８７号のものに比較してさらなる高変倍比のレンズが望ましい。また、ＣＣＤ等の電子撮像素子の画素ピッチの小型化に伴い、収差が良好で明るいレンズが望ましい。さらに、一眼レフ光学ファインダーの光路分割部材や色分解プリズムを配置するためには、バックフォーカスが大きいことが望ましい。
【０００５】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、広画角で高変倍比であって、収差が良好に補正され、明るく、バックフォーカスの大きなズームレンズとそれを利用した撮像装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のもう１つのズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【０００８】
これらの場合に、第４群は、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することが望ましい。
【０００９】
以下に、本発明において、上記構成をとる理由と作用について説明する。
【００１０】
物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するタイプのズームレンズは、特開平１０−６２６８７号で示した通り、広画角に有利なタイプである。
【００１１】
さらに、本発明の目的を達成するためには、第３群、第４群の構成が最も重要である。バックフォーカスを大きくするには、バックフォーカスの確保しやすいレンズ構成を採用することが必要である。ただし、バックフォーカスが大きくかつＦナンバーが小さいと、第３群、第４群を通る軸上光線高が高くなるため、軸上収差補正に適していることも必要である。さらに、高変倍を達成するためにはに、第３群、第４群が光軸上を移動する際、収差の変動を小さくする必要がある。これらの条件を満足するために、第３群、第４群を、上記のように、第３群の最も像側のレンズが像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズが物体に対して凹面を向けた負レンズであるような構成にした。第３群、第４群は全体でダブルガウスレンズに近い構成をしており、さらに群間隔を変化しながら変倍することで、本発明の目的を達成している。
【００１２】
また、第２番目の構成について、広画角と鏡枠構成の簡素化を両立するためには、絞りの位置が重要である。広画角化に際して、絞りを略光学系の中心に配置することが、第１群及び第４群の小型化に有利である。さらに、光軸上で固定とすることで、鏡枠構成を複雑にすることもない。また、第１群は変倍時に固定とすることもでき、鏡枠構成上好ましい。
【００１３】
以上の第１番目及び第２番目のものにおいて、バックフォーカスの確保及び収差の補正に関しては、変倍と結像作用を持つ第３群、第４群中、特に第４群の構成が重要である。正の屈折力をより多くの要素で分担するのが望ましく、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することことが望ましい。
【００１４】
第４に、第４群のレンズ枚数を少なく構成したい場合には、第４群を、物体側より順に、負、正、正のレンズからなる構成とすることが好ましい。
【００１５】
第５に、高変倍化のためには変倍作用を持つ第２群の構成が重要である。変倍による収差の変動を補正するために、負の屈折力をより多くの要素で分担するのが望ましく、物体側より順に、負、負、負、正、又は、負、負、正、負のレンズを有することをが望ましい。
【００１６】
第６に、第４群は、物体側より順に、負、正、正、正のレンズからなることが正の屈折力をより多くの要素で分担する上で望ましい。
【００１７】
第６に、第３群、第４群の構成に関して、さらに、以下の条件式（１）から（４）の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、より望ましくは何れか３つ、最も望ましくは４つ全てを満足するのが好ましい。
【００１８】
−０．９＜（ｒ4F＋ｒ3R）／（ｒ4F−ｒ3R）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ3R−１／ｒ4F）×ｆW ＜２．５ ・・・（２）
−３．７＜ｆ4F／ｆW ＜−１ ・・・（３）
νd4F ＜４０ ・・・（４）
ただし、
ｒ3R：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆW ：広角端での全系の焦点距離
ｆ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離
νd4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数
である。
【００１９】
条件式（１）は、第３群、第４群での収差の分担に関するものであり、第３群、第４群それぞれの収差補正を行うことを規定している。条件式（１）の上限の０．９、及び、下限の−０．９を越えると、変倍による収差の変動が大きくなってしまう。
【００２０】
条件式（２）は、第３群、第４群全体での収差の補正に関するものであり、第３群、第４群全体で充分に収差補正を行うためのものである。条件式（２）の下限の０．５を越えると、第３群、第４群全体での収差補正が不足になり、上限の２．５を越えると、第３群、第４群全体での収差補正が過剰になる。
【００２１】
条件式（３）は、バックフォーカスの確保に関するものである。条件式（３）の下限の−３．７を越えると、バックフォーカスの確保が困難となり、上限の−１を越えると、バックフォーカスの確保には有利であるが、レンズ全長が長大化してしまう。
【００２２】
条件式（４）は、色収差の補正に関するものである。条件式（４）の範囲を越えると、色収差が補正不足をなる。
【００２３】
第８に、第３群、第４群の変倍に関して、さらに以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、最も望ましくは３つ全てを満足するのが好ましい。
【００２４】
０．６＜ｚ3 ／ｆW ＜３ ・・・（５）
０．３＜ｚ4 ／ｆW ＜２．５ ・・・（６）
０．６＜Ｄs3W ／ｆW ＜３ ・・・（７）
ただし、
ｚi （ｉは３，４）：第ｉ群の広角端から望遠端への移動量であって、像側か
ら物体側に移動する場合を正符号とする
Ｄs3W ：広角端での絞りと第３群との間隔
である。
【００２５】
条件式（５）及び（６）はそれぞれ、第３群、第４群の移動量を規定し、第３、第４群で充分な変倍作用を持たせるためのものである。また、条件式（７）は広角端での第３群の位置を規定し、レンズ径の小型化に関するものである。
【００２６】
条件式（５）及び（６）のそれぞれの下限の０．６、０．３を越えると、第３、第４群の変倍作用が小さくなり高変倍化には不利である。あるいは、第２群の変倍の分担量が大きくなり、その結果、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり、第１群の大きさが増大する。
【００２７】
条件式（５）及び（６）のそれぞれの上限の３、２．５を越えると、第３群、第４群を通る軸外光線が高くなり、第３群、第４群の径が増大する。
【００２８】
同様に、条件式（７）の下限の０．６を越えると、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり、第１群の大きさが増大する。条件式（７）の上限の３を越えると、第３群、第４群を通る軸外光線が高くなり、第３群、第４群の径が増大する。
【００２９】
第９に、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
【００３０】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【００３１】
第１０に、第１から第４のズームレンズにおいて、第２群内の何れかの負レンズが条件式（８）を満足することが望ましい。
【００３２】
この第８、第９の条件式（８）は倍率色収差の補正に関するものである。特開昭６３−２９７１８号や特開平１０−６２６８７号等の正、負、正、正タイプのズームレンズにおいては、広角端で第２群を通る軸外光線が高く倍率色収差が発生しやすい。そして、第２群で発生する倍率色収差を補正する際、Ｆ−Ｃライン間で補正すると、ｇラインが補正過剰となりやすい。この傾向は高変倍化に伴いより大きくなる。
【００３３】
そこで、ｇラインの補正過剰を軽減するためには、部分分散比の高い（Ｆ，Ｃラインの屈折率に対してｇラインの屈折率の高い）硝材を用いるのが効果的である。こうすると、ｇラインの補正過剰を軽減することに有利である。第２群の場合は、全体として負の屈折力を有しているので、第２群中の負レンズに用いるとよい。条件式（８）の範囲を外れると、広角側での倍率色収差に不利である。
【００３４】
第１１として、第１から第４のズームレンズにおいて、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが条件式（９）を満足することが望ましい。
【００３５】
第１２として、第１から第４のズームレンズにおいて、第３群内の何れかの正レンズが条件式（９）を満足することが望ましい。
【００３６】
この第９から第１１の条件式（８）は軸上色収差の補正に関するものである。特開昭６３−２９７１８号や特開平１０−６２６８７号等の正、負、正、正タイプのズームレンズにおいては、変倍域全体を通して第３群、第４群を通る軸上光線が高く軸上色収差が発生しやすい。そして、第３群、第４群で発生する軸上色収差を補正する際、Ｆ−Ｃライン間で補正すると、ｇラインが補正過剰となりやすい。Ｆナンバーが小さく（レンズか明るく）なるのに伴い、また、バックフォーカスが大きくなるに伴い、この傾向は大きくなる。そこで、ｇラインの補正過剰を軽減するためには、部分分散比の高い（Ｆ，Ｃラインの屈折率に対してｇラインの屈折率の高い）硝材を用いるが効果的である。こうすると、ｇラインの補正過剰を軽減することに有利である。第３群、第４群の場合は、それぞれ群全体として正の屈折力を有しているので、第３群、第４群中の正レンズに用いるとよい。条件式（９）の範囲を外れると、軸上色収差に不利である。
【００３７】
なお、条件式（８）、（９）で示した部分分散比を持つ硝材は具体的には、“ＯＨＡＲＡ ガラスカタログ”１９９５年版，θg,F −νd 一覧図に示されている。アッベ数νd と部分分散比θg,F はその一覧図に示す通りの関係にある。また、硝材メーカー各社（ＳＣＨＯＴＴ，ＨＯＹＡ）の硝種の対照表は、“ＯＨＡＲＡ ガラスカタログ”１９９５年版，推奨硝種一覧他社対照表に示されている。
【００３８】
第１３として、第１から第４のズームレンズは、第４群でフォーカスをすることができ、レンズ全体の小型化に有利である。第４群以外では、第２群もフォーカシングに適している。本発明のズームレンズでは、第２群が比較的結像倍率の絶対値が小さく、第２群でフォーカシングすることが可能である。第２群は広角端に対し望遠端で像側に位置するので、望遠側では第２群でフォーカシングを行うための間隔が充分確保でき、第２群と合せてフォーカシングすることで、より近距離まで撮影することができる。
【００３９】
なお、本発明のズームレンズは、フォーカスを行う場合、第４群又は第２群で行うことが好ましいことはすでに述べたが、それ以外のレンズ群を用いてもよく、また、レンズ全体を移動させるか、あるいは、撮像素子を移動させてもよい。
【００４０】
第１４として、第１から第４のズームレンズにおいて、各ズーム群に非球面レンズを用いることは収差の補正やレンズ構成の簡素化に有利である。特に、結像作用を持つ第３群内及び第４群内にそれぞれ非球面レンズを用いることが効果的である。
【００４１】
第１５として、第１から第４のズームレンズにおいて、光学ファインダー用の光路分割手段を第４群よりも像側に配置し、一眼レフファインダー光学系とすることもできる。光路分割手段として常時固定の半透過反射面を持つ部材を用いれば、機械構成が簡素化できる。半透過反射面を持つ部材としては、半透過反射面を持つプリズムや、半透過反射面を持つ薄型ミラーがある。光路分割手段としてクイックリターンミラー等の可動部材を用いれば、撮影時に光量のロスがなく、カメラ全体の感度に関して有利である。
【００４２】
第１６として、非球面を第４群の少なくとも１面に用いる際は、その非球面は光軸から離れるに従って正の屈折力が小さくなるか、又は、負の屈折力が大きくなる形状とするすることが収差補正上好ましい。
【００４３】
第１７として、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
【００４４】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【００４５】
以上の他、本発明のズームレンズにおいて、射出瞳位置の制御や、収差補正、小型化等の目的で、第４群の像側にレンズ群を配置してもよい。また、コスト低減等の目的で、何れかの群にプラスチックレンズを用いてもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に本願発明のズームレンズの実施例１〜１０について説明する。
【００４７】
実施例１〜１０の広角端（ａ）、中間位置（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ断面図をそれぞれ図１〜図１０に示す。各実施例の数値データは後記する。
【００４８】
実施例１は、図１に示すように、第１群Ｇ１から第４群Ｇ４の４群からなり、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に固定の絞りＳが配置されている。第１群Ｇ１は固定群であり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群Ｇ２は像面Ｉ側へ、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４は物体側へ移動する。また、第４群Ｇ４と像面Ｉの間に光路分割部材や光学フィルター等の部材Ｆが配置されている。他の実施例も同様である。
【００４９】
第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、両凹レンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の２番目の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５０】
実施例２は、図２に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、両凹レンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の２番目の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５１】
実施例３は、図３に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５２】
実施例４は、図４に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５３】
実施例５は、図５に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと凸平レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、両凸レンズ２枚と、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの４枚からなる。また、非球面は、第２群Ｇ２の両凹レンズの像側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の正メニスカスレンズの物体側の面の３面に用いている。
【００５４】
実施例６は、図６に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面の２面に用いている。
【００５５】
実施例７は、図７に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５６】
実施例８は、図８に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、平両凹レンズと、両凹レンズと凸平レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズ２枚との４枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５７】
実施例９は、図９に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、両凹レンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとの３枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の最も像側の面の２面に用いている。
【００５８】
実施例１０は、図１０に示すように、第１群Ｇ１は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズとの３枚からなり、第２群Ｇ２は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚からなり、第３群Ｇ３は、物体側へ凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚からなり、第４群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとの３枚からなる。また、非球面は、第３群Ｇ３の両凸レンズの物体側の面と、第４群Ｇ４の両凸レンズの物体側の面の２面に用いている。
【００５９】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、Ｌは最終レンズ面から像面までの距離、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００６０】
【００６１】
上記実施例１の物体距離無限遠の収差図を図１１に、第４群Ｇ４で物体距離３００ｍｍにフォーカスした場合の収差図を図１２に示す。各収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間位置、（ｃ）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。ただし、図中、“ＩＨ”は像高を表している。
【００７２】
次に、上記各実施例における条件式（１）〜（９）の値を以下に示す。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
（１） -0.21 -0.32 -0.15 0.50 -0.20
（２） 1.13 0.96 1.25 0.97 1.17
（３） -1.93 -1.47 -2.25 -1.91 -2.11
（４） 25.42 25.42 25.42 25.42 25.42
（５） 0.87 0.81 1.15 1.26 1.23
（６） 0.58 0.55 0.78 0.69 0.74
（７） 1.03 0.98 1.32 1.43 1.39
（８） 0.62 0.62 0.62 0.62 0.60
（９） 0.62 0.62 0.62 0.62 0.60
条件式 実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９ 実施例１０
（１） -0.16 -0.0685 -0.1462 -0.21 -0.18
（２） 1.07 1.4028 1.4227 1.50 1.37
（３） -2.35 -2.4406 -2.4531 -3.01 -3.24
（４） 30.13 25.42 25.42 25.42 25.42
（５） 1.22 1.0616 1.0681 1.06 1.23
（６） 0.91 0.7674 0.7245 0.73 0.67
（７） 1.38 1.3525 1.2282 1.22 1.39
（８） 0.62 0.6204 0.6204 0.62 0.62
（９） 0.62 0.6204 0.6204 0.62 0.62 。
【００７３】
なお、広角端におけるバックフォーカス（空気換算長）は、
実施例１ 22.35
実施例２ 22.22
実施例３ 22.16
実施例４ 22.16
実施例５ 22.16
実施例６ 22.17
実施例７ 21.78
実施例８ 22.25
実施例９ 21.54
実施例１０ 20.47
である。
【００７４】
また、第２群Ｇ２内で部分分散比が条件式（８）を満足する負レンズは、実施例１〜５、７〜１０は第８面と第９面で規定されるレンズ（第２群Ｇ２の２番目のレンズ）であり、実施例６は第１１面と第１２面で規定されるレンズ（第２群Ｇ２の４番目のレンズ）である。
【００７５】
また、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４内で部分分散比が条件式（９）を満足する正レンズは、実施例１〜〜１０は第１４面と第１５面で規定されるレンズ（第３群Ｇ３の１番目のレンズ）である。
【００７６】
さて、以上のような本発明のズームレンズは、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等にに用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００７７】
図１３〜図１５は、本発明のズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター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、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。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。
【００７８】
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。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、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム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、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【００７９】
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が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。
【００８０】
次に、図１６は、本発明のズームレンズをビデオカメラの撮影部の対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合は、撮影用光路上に配置された撮影用対物光学系６１は、実施例１のズームレンズを用いている。この撮影用対物光学系６１を通った結像光束は、バックフォーカス側に配置された色分解プリズム６２のＲ反射ミラー６３Ｒ、Ｇ反射ミラー６３Ｇを経てＲ，Ｇ，Ｂの光束に色分解され、それぞれカバーガラス６４が配置されたＲ受光ＣＣＤ６４Ｒ、Ｇ受光ＣＣＤ６４Ｇ、Ｂ受光ＣＣＤ６４Ｂの撮像面上にＲ，Ｇ，Ｂに色分解された物体像が形成される。これらＣＣＤ６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂで受光された色分解物体像は、処理手段６５を介し、液晶表示板６６上にカラー電子像として表示される。また、この処理手段６５は、マイク６８からの音声と、ＣＣＤ６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂで撮影された物体像とを電子情報として記録する記録手段７０（ビデオテープやＣＤ，ＤＶＤ等）の制御も行う。液晶表示板６６に表示された画像はバックライト６７で照明され、接眼光学系６９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。なお、撮影対物光学系６１の入射側、接眼光学系６９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【００８１】
このビデオカメラの場合も、撮影対物光学系６１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。また、バックフォーカスが大きいので、色分解プリズム６２をバックフォーカス側に配置する自由度が大きなものとなる。
【００８２】
なお、図１５、図１６の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【００８３】
次に、図１７（ａ）は、本発明のズームレンズを一眼レフカメラの対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合も、対物光学系７１としては、実施例１のズームレンズを用いて示す。この対物光学系７１を通った結像光束は、バックフォーカス側に配置されたハーフミラープリズム（ビームスプリッター等）７２を介して、撮影用光路とファインダー用光路とに分離される。なお、ハーフミラープリズム７２に代えてクイックリターンミラーを用いれば、光量の損失を防止でき望ましい。さらに、撮影用光路中には、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のフィルターＦとＣＣＤ７３が配され、物体像がこのフィルターＦを通ってＣＣＤ７３の撮像面上に形成される。また、ファインダー用光路には、その撮像面と共役な位置に形成される１次像面上にスクリーンマット７４が配され、この１次像が平面ミラー７５で反射され、リレー光学系７６により２次像としてリレーされると共に、正立正像にされている。そして、この２次像を接眼レンズ７７によって観察像眼球Ｅに導く。
【００８４】
また、この図１７（ａ）のファインダー光路部分は、図１７（ｂ）に示すように、平面ミラー７５とリレー光学系７６とを正パワーを持った凹面鏡プリズム７８に置き換えてもよい。このような構成とすれば、部品点数を減らすことができると共に、コンパクト化も実現できる。なお、この凹面鏡プリズム７８は、入射面と射出面にもパワーを持たせてもよいし、反射面は回転対称面（球面や非球面等）の他、アナモルフィック面や自由曲面等の非回転対称面であってもよい。また、ＣＣＤ７３に代えて、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。
【００８５】
次に、本発明のズームレンズが対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが図１８〜図２０に示される。図１８はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の状態の側面図である。図１８〜図２０に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００８６】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明のズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【００８７】
ここで、撮像素子チップ１６２上には光学フィルター等の部材Ｆ中のｌＲカットフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【００８８】
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１８には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
【００８９】
次に、本発明のズームレンズが撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図２１に示される。図２１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明のズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００９０】
ここで、撮像素子チップ１６２上には光学フィルター等の部材Ｆ中のｌＲカットフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【００９１】
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
【００９２】
以上の本発明のズームレンズは例えば次のように構成することができる。
【００９３】
〔１〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【００９４】
〔２〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
【００９５】
〔３〕 第４群は、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【００９６】
〔４〕 第４群は、物体側より順に、負、正のレンズからなることを特徴とする上記３記載のズームレンズ。
【００９７】
〔５〕 第２群は、物体側より順に、負、負、負、正、又は、負、負、正、負のレンズを有することを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【００９８】
〔６〕 第４群は、物体側より順に、負、正、正、正のレンズからなることを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【００９９】
〔７〕 以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、より望ましくは何れか３つ、最も望ましくは４つ全てを満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１００】
−０．９＜（ｒ4F＋ｒ3R）／（ｒ4F−ｒ3R）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ3R−１／ｒ4F）×ｆW ＜２．５ ・・・（２）
−３．７＜ｆ4F／ｆW ＜−１ ・・・（３）
νd4F ＜４０ ・・・（４）
ただし、
ｒ3R：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆW ：広角端での全系の焦点距離
ｆ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離
νd4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数
である。
【０１０１】
〔８〕 以下の条件の少なくとも何れか１つ、望ましくは何れか２つ、最も望ましくは３つ全てを満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１０２】
０．６＜ｚ3 ／ｆW ＜３ ・・・（５）
０．３＜ｚ4 ／ｆW ＜２．５ ・・・（６）
０．６＜Ｄs3W ／ｆW ＜３ ・・・（７）
ただし、
ｚi （ｉは３，４）：第ｉ群の広角端から望遠端への移動量であって、像側か
ら物体側に移動する場合を正符号とする
Ｄs3W ：広角端での絞りと第３群との間隔
である。
【０１０３】
〔９〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１０４】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０５】
〔１０〕 第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５のズームレンズ。
【０１０６】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０７】
〔１１〕 第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１０８】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１０９】
〔１２〕 第３群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１０】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１１１】
〔１３〕 第４群でフォーカスを行うことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１２】
〔１４〕 第３群内及び第４群内にそれぞれ非球面レンズを用いたことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１３】
〔１５〕 光学ファインダー用の光路分割手段を第４群よりも像側に配置したことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１４】
〔１６〕 第４群中に少なくとも１面の非球面を有し、該非球面は光軸から離れるに従って正の屈折力が小さくなるか、負の屈折力が大きくなることを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１１５】
〔１７〕 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群を有し、第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１１６】
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。
【０１１７】
〔１８〕 上記１から１７の何れか１項記載のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成される物体像を受光する撮像素子と、前記物体像を表示する表示素子を有することを特徴とする撮像装置。
【０１１８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、広画角であって高変倍比で、収差が良好に補正され、明るく、バックフォーカスの大きなズームレンズとそれを利用した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの断面図である。
【図１０】本発明の実施例１０のズームレンズの断面図である。
【図１１】実施例１の物体距離無限遠の収差図である。
【図１２】実施例１の物体距離３００ｍｍにフォーカスした場合の収差図である。
【図１３】本発明のズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１４】図１３のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１５】図１３のデジタルカメラの断面図である。
【図１６】本発明のズームレンズを組み込んだビデオカメラの構成を示す概念図である。
【図１７】本発明のズームレンズを組み込んだ一眼レフカメラの構成を示す概念図である。
【図１８】本発明のズームレンズが対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図１９】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図２０】図１８の状態の側面図である。
【図２１】本発明のズームレンズが対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１群
Ｇ２…第２群
Ｇ３…第３群
Ｇ４…第４群
Ｓ …絞り
Ｉ …像面
Ｆ …光学フィルター等の部材
Ｅ …観察者眼球
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
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…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
６１…撮影用対物光学系
６２…色分解プリズム
６３Ｒ…Ｒ反射ミラー
６３Ｇ…Ｇ反射ミラー
６４…カバーガラス
６４Ｒ…Ｒ受光ＣＣＤ
６４Ｇ…Ｇ受光ＣＣＤ
６４Ｂ…Ｂ受光ＣＣＤ
６５…処理手段
６６…液晶表示板
７０…記録手段
６７…バックライト
６８…マイク
６９…接眼光学系
７１…対物光学系
７２…ハーフミラープリズム
７３…ＣＣＤ
７４…スクリーンマット
７５…平面ミラー７５
７６…リレー光学系
７７…接眼レンズ
７８…凹面鏡プリズム
１１２…対物レンズ
１１３…鏡枠
１１４…カバーガラス
１６０…撮像ユニット
１６２…撮像素子チップ
１６６…端子
３００…パソコン
３０１…キーボード
３０２…モニター
３０３…撮影光学系
３０４…撮影光路
３０５…画像
４００…携帯電話
４０１…マイク部
４０２…スピーカ部
４０３…入力ダイアル
４０４…モニター
４０５…撮影光学系
４０６…アンテナ
４０７…撮影光路
Claims (19)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．９＜（ｒ 4F ＋ｒ 3R ）／（ｒ 4F −ｒ 3R ）＜０．９ ・・・（１）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
である。 - 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．９＜（ｒ 4F ＋ｒ 3R ）／（ｒ 4F −ｒ 3R ）＜０．９ ・・・（１）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
である。 - 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜（１／ｒ 3R −１／ｒ 4F ）×ｆ W ＜２．５ ・・・（２）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ W ：広角端での全系の焦点距離
である。 - 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜（１／ｒ 3R −１／ｒ 4F ）×ｆ W ＜２．５ ・・・（２）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ W ：広角端での全系の焦点距離
である。 - 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第 ２群、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第２群は像側に移動し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．９＜（ｒ 4F ＋ｒ 3R ）／（ｒ 4F −ｒ 3R ）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ 3R −１／ｒ 4F ）×ｆ W ＜２．５ ・・・（２）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ W ：広角端での全系の焦点距離
である。 - 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群からなり、広角端から望遠端に向けて変倍する際、第１群は光軸上に固定し、第２群は像側に移動し、絞りは光軸上に固定し、第３群は物体側に移動し、第４群は物体側に移動するものであって、第３群の最も像側のレンズは像面に対して凹面を向けた負レンズ、第４群の最も物体側のレンズは物体に対して凹面を向けた負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．９＜（ｒ 4F ＋ｒ 3R ）／（ｒ 4F −ｒ 3R ）＜０．９ ・・・（１）
０．５＜（１／ｒ 3R −１／ｒ 4F ）×ｆ W ＜２．５ ・・・（２）
ただし、
ｒ 3R ：第３群の最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
ｒ 4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ W ：広角端での全系の焦点距離
である。 - 第４群は、物体側より順に、負、正、正のレンズを有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のズームレンズ。
- 第２群は、物体側より順に、負、負、負、正、又は、負、負、正、負のレンズを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
- 第４群は、物体側より順に、負、正、正、正のレンズからなることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 以下の条件の少なくとも何れか１つを満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
−３．７＜ｆ4F／ｆW ＜−１ ・・・（３）
νd4F ＜４０ ・・・（４）
ただし、
ｆW ：広角端での全系の焦点距離
ｆ4F：第４群の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離
νd4F ：第４群の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数
である。 - 以下の条件の少なくとも何れか１つを満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
０．６＜ｚ3 ／ｆW ＜３ ・・・（５）
０．３＜ｚ4 ／ｆW ＜２．５ ・・・（６）
０．６＜Ｄs3W ／ｆW ＜３ ・・・（７）
ただし、
ｚi （ｉは３，４）：第ｉ群の広角端から望遠端への移動量であって、像側から物体側に移動する場合を正符号とする
Ｄs3W ：広角端での絞りと第３群との間隔
である。 - 第２群内の何れかの負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（８）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該負レンスのｊラインでの屈折率
である。 - 第３群ないし第４群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。 - 第３群内の何れかの正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
０．５９ <（ｎg −ｎF ）／（ｎF −ｎC ） ・・・（９）
ただし、
ｎj （ｊはｇ，Ｆ，Ｃ）：該正レンスのｊラインでの屈折率
である。 - 第４群でフォーカスを行うことを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 第３群内及び第４群内にそれぞれ非球面レンズを用いたことを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 光学ファインダー用の光路分割手段を第４群よりも像側に配置したことを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 第４群中に少なくとも１面の非球面を有し、該非球面は光軸から離れるに従って正の屈折力が小さくなるか、負の屈折力が大きくなることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 請求項１から１８の何れか１項記載のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成される物体像を受光する撮像素子と、前記物体像を表示する表示素子
を有することを特徴とする撮像装置。
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