JP4617128B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズに関し、特に、コンパクトなデジタルスチルカメラ用の撮影レンズとして好適なズームレンズに関するものである。

近年、デジタルカメラ用の撮影レンズやビデオカメラ用の撮影レンズにおいては、レンズ系全体がよりコンパクトで光学性能がより高いことが要求されている。特にデジタルカメラにおいては、撮影者の携帯性を重視した薄型の形態であることが望まれている。

従来、レンズ鏡筒には、カメラのより薄型化の実現のため収納性に効率が良い沈胴構造を利用したものが多く、それに関する構成には、光学的及びメカ的な種々な工夫がなされている。

沈胴構造のレンズ鏡筒は、沈胴時（収納時）から撮影可能な状態に至るまでに多くの時間がかかってしまうことと、効率良く収納を行うためにはメカ機構が複雑化してしまう傾向がある。

一方、そのような欠点を補うべく光学系中に反射部材を配し、光軸を略９０°偏向させることにより物体側方向の光学的厚みを抑え、沈胴せずとも薄型のカメラを達成した光学系が提案されている（特許文献１、２）。

撮像装置の像形成手段として固体撮像素子を用いる場合の問題として、固体撮像素子上の光電変換部が一定開口を持ったホール内に存在する構造が挙げられる。このため入射光線が垂直角度より大きく外れてくると、この開口にて光線がケラレてしまい光電変換感度の低下を招くこととなる。この為、従来の固定撮像素子を用いた撮影光学系は画面中心と画面周辺にて撮像素子へ入射する光線角度がなるべく垂直に近づくようにテレセントリックな光学系が望まれている。

しかし、その欠点を補うべく撮像素子のホール構造に工夫をなし、光線の斜入射や入射角変動に対しても効率良く光線を光電変換面にまで取り込めるような撮像手段が提案されている（特許文献３、４）。

そして、更には従来の固体撮像素子の前面に置かれる、ある程度の厚みがある赤外光吸収フィルターや水晶ローパスフィルター等のガラスフィルターに代わり、同様の効果を蒸着や薄い厚みの光学部材で得るようにした技術が提案されている（特許文献５）。

また、撮像手段として、固体撮像素子を用いたときの好適なズームレンズ光学系が提案されている（特許文献６）。
特開２００４−３７９６７号公報 特開２００４−６９８０８号公報 特開平１１−６８０７４号公報 特開２００３−２２４２４９号公報 特開２０００−１９４５７号公報 特開２００４−１３３０５８号公報

小型のデジタルカメラの撮影系に用いられるズームレンズの多くは、最も物体側に負成分（負屈折力）のレンズ群を配し、その像側に第１正成分（正屈折力）のレンズ群、更に最も撮像面に近いレンズ群を第２正成分のレンズ群とした負、正、正成分構成のズームレンズで構成している。

そして第１正成分のレンズ群の移動により変倍作用を行い、負成分のレンズ群にて変倍に伴う像面変動の補正をし、そして第２正成分のレンズ群にて撮像面へ入射する光線をテレセントリックに近づけるような屈折作用を行い、全体としてレトロフォーカス型の光学系を構成している。

このようなレトロフォーカス型の光学系では、最も撮像面側の第２正成分のレンズ群の外径（有効径）が増大すると共に、少ないレンズ移動にて一定の変倍作用を行わせるには第１正成分のレンズ群に強い正の屈折力を与えるのが効果的である。

しかしながら、テレセントリックな光学系を達成するために、第２正成分のレンズ群に正の屈折力を分担させて、第１正成分とは分離して配置させねばならない。このため、第１正成分のレンズ群の屈折力が小さくなり、結果的にズーミングの際の第１正成分のレンズ群の移動量を大きく確保しなければならず、レンズ系全体の全長が増大してしまう。

本発明は、レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつレンズ系全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正又は負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群より構成され、変倍に際して第１レンズ群は移動せず、広角端に対し望遠端で第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が小さく、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さくなるように、該第３、第４レンズ群は物体側へ移動し、該第２レンズ群が移動することを特徴としている。

本発明によれば、レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつレンズ系全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズのレンズ断面図、図２は本発明の実施例１のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図３、図４、図５はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図６は本発明の実施例２のズームレンズのレンズ断面図、図７は本発明の実施例２のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図８、図９、図１０はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図１１は本発明の実施例３のズームレンズのレンズ断面図、図１２は本発明の実施例３のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図１３、図１４、図１５はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図１６は本発明の実施例４のズームレンズのレンズ断面図、図１７は本発明の実施例４のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図１８、図１９、図２０はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図２１は本発明の実施例５のズームレンズのレンズ断面図、図２２は本発明の実施例５のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図２３、図２４、図２５はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

尚、レンズ断面図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端での様子を表す。

図２６は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラ（撮像装置）要部概略図である。

各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

レンズ断面図において、Ｂ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）のレンズ成分を含む第１レンズ群、Ｂ２は正又は負の屈折力の第２レンズ群、Ｂ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｂ４は負の屈折力の第４レンズ群、ＳＰは開口絞り（虹彩絞り）であり、第３レンズ群Ｂ３の物体側に位置している。

Ｐは第１レンズ群Ｂ１中に含まれる光路折り曲げ用の反射面を含むプリズムである。ＯＢは物体である。

ＬＰは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際には受光のためのＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれる。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線Ｓ．Ｃは正弦条件である。ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例では、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｂ１、正又は負の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｂ４を有し、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔が小さく、第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４の間隔が小さくなるように、第３、第４レンズ群Ｂ３、Ｂ４は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｂ２が物体側又は像側に凸状の軌跡で移動している。変倍に際して第１レンズ群Ｂ１は移動しない。

各実施例のレンズ構成によれば、光学系全体のテレフォト系の光学作用によって光学全長の短縮を行えるためコンパクトなズームレンズが容易に得られる。

また第１レンズ群Ｂ１中に負の屈折力作用を有するレンズ成分（光学部材）Ｇ１１を配置することによって入射瞳位置を適切な位置に設定することができる。これによって光学系の瞳位置前後のレンズ外径のバランスを取ると同時に、軸上・軸外の光路を適切に設定することができるので良好な画質を得るための収差補正を良好に行うことができる。

そして光学系のズーム作用は、主に第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４の相対的な位置関係を変化させることにより生じさせている。

具体的には、第１、第２、第３レンズ群Ｂ１〜Ｂ３の合成された光学系で得られる像を更に第４レンズ群Ｂ４により結像を行い、第３レンズ群Ｂ３に対する第４レンズ群Ｂ４の相対移動変化による横倍率変化にて変倍を行っている。そしてその際、第３、第４レンズ群Ｂ３、Ｂ４を同時に移動させることによって変倍に伴う結像位置の変化の補正（補償）している。

また、その際更に第２レンズ群Ｂ２を光軸移動させることにより、ズーミング中に生ずる像面湾曲収差を良好に補正し、高いズーム比を有していても良好な画質の像を得ることができるようにしている。

そして、第１レンズ群中Ｂ１に光軸上の光束（光路）を９０度又は略９０度偏向させる作用を有する反射部材Ｐを配置することにより、被写体方向のレンズ厚を薄くしている。

また、各実施例では小型でありながら高画質な像を得るために、以下の条件式の１以上を満足するようにしている。

第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の広角端のズーム位置における合成焦点距離をＦ１２Ｗとする。又、第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉとする。即ち第３レンズ群Ｂ３及び第４レンズ群Ｂ４の焦点距離をそれぞれＦ３、Ｆ４、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をＦｗ、第４レンズ群Ｂ４の広角端のズーム位置における結像倍率をβ４ｗとするとき、
２ ＜ ｜Ｆ１２Ｗ／Ｆｗ｜ ＜ ６・・・・・・（１）
（但し、Ｆ１２Ｗ ＜ ０）
０．８ ＜ Ｆ３／Ｆｗ ＜ １．６・・・・・・（２）
０．８ ＜ ｜Ｆ４／Ｆｗ｜ ＜ １．５・・・・・・（３）
１＜β４ｗ＜１．７・・・・・・（４）
０．７＜｜ Ｆ３／Ｆ４｜＜１．５・・・・・・（５）
の条件式を満足している。

条件式（１）は、レンズ外径を小型にしつつ、バックフォーカスがあまり短くなりすぎないようにするとともに、良好な画質を得るための条件である。

条件式（１）の上限値を超えると、第１，第２レンズ群Ｂ１、Ｂ２の負の合成屈折力が小さく（弱く）なってくるため、第１，２レンズ群Ｂ１、Ｂ２により形成される被写体の虚像位置が物体側に離れる傾向になる。そして後述する第３，４レンズ群Ｂ３、Ｂ４で結像される被写体像のバックフォーカスが短くなりすぎて一定の周辺光量を得るために、第４レンズ群Ｂ４のレンズ外径が増大してくる。

他方、下限値を越えると、望遠端のズーム位置において第１、第２レンズ群Ｂ１、Ｂ２の負の合成屈折力が強くなりすぎてくるため、正の球面収差が大きく発生してきてそれを他のレンズ群にて補正するのが困難になってくる。

条件式（２）の上限値を越えると第３レンズ群Ｂ３の正の屈折力が小さくなりすぎてしまい広角端のズーム位置において任意の像高において一定の画角を得るためには、同時に第４レンズ群Ｂ４の負の屈折力も小さくせねばならない。この結果一定の変倍効果を得るために、第２、第４レンズ群Ｂ２、Ｂ４の光軸上の移動量を大きくせねばならないため、結果としてレンズ系全体が大型化してくる。

他方、下限値を越えて第３レンズ群Ｂ３の正の屈折力が強くなりすぎると、バックフォーカスが小さくなりすぎてしまいフィルターや撮像素子のカバーガラスを配置する空間が少なくなるので良くない。

条件式（３）は広角端のズーム位置における第４レンズ群Ｂ４の負の屈折力に関するものである。

上限値を越えて第４レンズ群Ｂ４の負の屈折力が弱くなってくると、ズーム（変倍）時に第４レンズ群Ｂ４による変倍作用が弱くなり、このため一定の変倍比を得るために各レンズ群の移動量を多くしなければならなく、結果としてレンズ全長が長くなってくる。

他方、下限値を越えるとレンズ全体としてテレフォト系の作用が強まってくるため、バックフォーカスが短く成りすぎると同時に、一定の周辺光量を確保するために第４レンズ群Ｂ４のレンズ外径が大型化をしてくる。又それと同時に像面湾曲や非点収差が多く発生してくるため良くない。

条件式（４）の上限値を外れるとバックフォーカスが短くなりすぎ、又、下限値を超えるとレンズ全長が増大してくるので良くない。

条件式（５）の数値範囲を外れると、光学系を小型化にしつつ良好な画質を得るのが困難になってくる。

又、条件式（５）の上限値を外れて、第４レンズ群Ｂ４の屈折力が第３レンズ群Ｂ３の屈折力に対し相対的に強まってくると、光学全長の短縮化に関してはテレフォト系の作用が強くなるため有利となるが、高次の軸外収差や倍率の色収差が第４レンズ群で大きく発生してしまいこれを補正することが困難になってくる。

また逆に下限値を越えると光学系の全長の増大を招くと共に第３レンズ群で球面収差が大きく発生してしまい良くない。

尚、更に好ましくは、条件式（１）〜（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

２．５＜｜Ｆ１２ｗ／Ｆｗ｜＜５・・・・・・（１ａ）
１．０＜｜Ｆ３／Ｆｗ｜＜１．４・・・・・・（２ａ）
０．９＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜１．４・・・・・・（３ａ）
１．１＜β４ｗ＜１．５・・・・・・（４ａ）
０．９＜｜Ｆ３／Ｆ４｜＜１．４・・・・・・（５ａ）
レンズ枚数を削減しつつ小型で高性能な光学系を達成するためには、第３レンズ群Ｂ３及び第４レンズ群Ｂ４に、それぞれ非球面形状の面を１以上有するのが効果的である。

第３レンズ群Ｂ３に非球面形状の面を導入することによって主に球面収差の補正作用を与え、第４レンズ群Ｂ４中に非球面形状の面を配することによって軸外の諸収差をバランス良く補正している。

第１レンズ群Ｂ１の外径（有動径の寸法）を抑えつつズーム域全域で良好な画質を得るためには、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔中に開口絞りＳＰを配置するのが望ましい。

更に高画質化やコストダウンのためには以下のような構成にするのが良い。

各実施例において非球面形状の面を含むレンズ（非球面レンズ）は、生産性を考慮したときに使用できる硝種を拡大するために、複合型非球面（所謂レプリカ非球面）レンズを用いることが有効である。

また、製作性の点から非球面レンズはプラスチック材料とすると良い。

ズーミング中、開口絞りＳＰは各レンズ群とは独立した光軸移動を行わせることで理想的な入射瞳位置を得ることができる。またメカ機構簡略化のためにズーミング中光軸上固定にしても良い。

レンズ系に回折光学素子や屈折分布型光学材料を導入しても良く、これによれば光学性能を更に向上させることができる。

撮影時に画質劣化の原因となる手振れによる像ブレを補正するために、レンズ群やレンズ群の一部を偏心させるか、反射部材を回転又は移動させることにより、偏向角度や偏向方向を変化させて、撮影時の像ブレをキャンセルする像位置の変位を補正するのが良い。
無限遠物体から有限距離物体に対するフォーカスは第４レンズ群Ｂ４を光軸上に物体側に移動させることにより行うのが望ましいが、第３レンズ群Ｂ３の移動、または第３、第４レンズ群Ｂ３、Ｂ４を同時に光軸上に物体側に移動させることによって行っても良い。

各レンズ群のレンズ構成として、第１レンズ群Ｂ１は物体側より像側へ順に、物体側よりも像面側の曲率の絶対値が大きい負の屈折力の第１レンズＧ１１、プリズムや反射鏡等の偏向部材Ｐで構成するのが良い。但し、前記負レンズＧ１１は偏向部材にプリズムを用いる際にはプリズムＰと接合して一体化しても良く、更にプリズム形状を最初から射出面に負の屈折力を有するように凹面になるように加工しても良い。またプリズムＰの入射面に負の屈折力を与えるため凹面に加工もしくは凹レンズと接合しても良い。

第２レンズ群Ｂ２は、ズーミング中における色収差の変動と、球面収差を良好に補正するために負レンズと正レンズを接合した、接合レンズとするのが好ましい。

第３レンズ群Ｂ３は複数の正レンズと１枚以上の負レンズを有するように構成するのが良く、物体側より像側へ順に正レンズ成分Ｇ３１、負レンズ成分Ｇ３２、正レンズ成分Ｇ３３となるようなレンズ構成をとるのが良好な収差補正を行うために望ましい。

ここでレンズ成分とは、１又は２以上のレンズより成るグループをいう。

また光学系の小型化を図るには、物体側から像側へ順に正レンズ成分、正、負レンズを接合した全体として正の屈折力を有したレンズ成分Ｇ３２とその像側に正レンズ成分Ｇ３３を配置するのが好ましい。

実施例５では、第３レンズ群Ｂ３を正レンズ、正レンズ、負レンズの３つのレンズとを接合した接合レンズ、そして正レンズとしている。

ここで物体側の２つの正レンズが正レンズ成分Ｇ３１を構成し、負レンズが負レンズ成分Ｇ３２を構成している。像側の正レンズが成分Ｇ３３を構成している。

第４レンズ群Ｂ４は、１又は２枚の負レンズより構成するのが良い。

第４レンズ群Ｂ４は負の単一レンズで構成する際は、物体側よりも像面側のレンズ面の曲率が大きくなるようなレンズ形状にすることが望ましい。

また高画質を図るには、物体側の面を非球面形状とした弱い屈折力のレンズとその物体側に像側のレンズ面が凹形状である負レンズを配置するのが好ましい。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたレンズシャッター方式のデジタルスチルカメラの実施例を図２６を用いて説明する。

図２６において、１０はデジタルカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、１２はカメラ本体に内蔵されたストロボ、１３は外部式ファインダー、１４はシャッターボタンである。１５は本発明の光学系のカメラボディ内での概略な光学系の配置関係を示す。

このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、特にカメラボディ形態を薄型化がなされるような、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

またこの例では光学系を横位置撮影時に反射部材で偏向された光軸が上下（垂直）方向になるよう配置を行っているが、前記偏向された光軸が左右（水平）方向になるように配置しても良い。

以上説明したように、各実施例によれば、小型でかつ良好な光学性能を維持できるズームレンズが得られる。

尚、第１レンズ群Ｂ１の物体側又は／及び第４レンズ群Ｂ４の像側に屈折力の小さなレンズ群を付加しても良い。

次に、本発明の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒｉは各面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。

又、最も像側の２つの面は光学ブロックＬＰを構成する面である。また、非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
ｘ＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋{１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２}^１／２］
＋Ａｈ^２＋Ｂｈ^４＋Ｃｈ^６＋Ｄｈ^８＋Ｅｈ^１０
で表わされる。但し、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数、Ｒは近軸曲率半径である。

又、「ｅ−０Ｘ」は、「×１０^−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナン
バー、ωは半画角を示す。又前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
数値実施例１
ｆ＝ 5.82〜 15.50 Ｆｎｏ＝ 2.34 〜 5.00 ２ω＝54.6 〜 21.9
R 1 = 17.420 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 9.165 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 6.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = -13.555 D 5 = 0.70 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 6 = 50.746 D 6 = 1.30 N 4 = 1.834000 ν 4 = 37.2
R 7 = -22.278 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.953 D 9 = 1.70 N 5 = 1.733997 ν 5 = 51.5
R10 = 20.439 D10 = 0.25
R11 = -13.273 D11 = 1.70 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R12 = -3.864 D12 = 0.60 N 7 = 1.800999 ν 7 = 35.0
R13 = -38.096 D13 = 0.20
*R14 = 13.106 D14 = 1.70 N 8 = 1.487490 ν 8 = 70.2
*R15 = -4.634 D15 = 可変
*R16 = 159.392 D16 = 1.50 N 9 = 1.491710 ν 9 = 57.4
*R17 = 112.510 D17 = 0.60
R18 = -3.771 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -18.062 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

＼焦点距離 5.82 10.46 15.50
可変間隔＼
D 4 2.51 0.73 1.19
D 7 7.30 5.16 0.80
D15 2.68 0.97 0.49
D19 1.00 6.62 11.01

非球面係数
14面 : ｋ=-2.39711e+01 Ａ=０ Ｂ=-2.63697e-03 Ｃ=-3.10017e-04 Ｄ=-2.70261e-06 Ｅ=
-6.08507e-06
15面 : ｋ=3.75824e-01 Ａ=０ Ｂ=3.45097e-04 Ｃ=-1.78596e-04 Ｄ=1.09833e-05 Ｅ=-
4.36814e-06
16面 : ｋ=-4.70761e+06 Ａ=０ Ｂ=6.47376e-03 Ｃ=-2.44585e-04 Ｄ=1.35856e-04 Ｅ=-
1.02447e-05
17面 : ｋ=-3.93361e+06 Ａ=０ Ｂ=5.70058e-03 Ｃ=2.84537e-04 Ｄ=-2.77559e-05 Ｅ=
2.99998e-05

数値実施例２
ｆ＝ 5.81〜 17.40 Ｆｎｏ＝2.17 〜 5.00 ２ω＝54.6 〜 19.6
R 1 = 22.207 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 10.567 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 6.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = -17.860 D 5 = 0.70 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 6 = 22.922 D 6 = 1.40 N 4 = 1.834000 ν 4 = 37.2
R 7 = -37.907 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.861 D 9 = 1.70 N 5 = 1.733997 ν 5 = 51.5
R10 = 16.392 D10 = 0.40
R11 = -13.982 D11 = 1.70 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R12 = -3.927 D12 = 0.60 N 7 = 1.800999 ν 7 = 35.0
R13 = -33.158 D13 = 0.20
*R14 = 14.057 D14 = 2.00 N 8 = 1.487490 ν 8 = 70.2
*R15 = -4.784 D15 = 可変
*R16 = 1044.095 D16 = 1.20 N 9 = 1.491710 ν 9 = 57.4
*R17 = -2467.527 D17 = 0.70
R18 = -3.634 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -13.932 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

＼焦点距離 5.81 11.23 17.40
可変間隔＼
D 4 4.02 1.66 1.69
D 7 7.98 5.58 0.80
D15 2.96 1.01 0.55
D19 1.00 7.71 12.93

非球面係数
14面 : ｋ=1.21465e+01 Ａ=０ Ｂ=-3.99646e-03 Ｃ=-2.24782e-04 Ｄ=9.20299e-06 Ｅ=-3
.28205e-06
15面 : ｋ=3.31649e-01 Ａ=０ Ｂ=4.71148e-04 Ｃ=-9.90586e-05 Ｄ=9.47969e-06 Ｅ=-1
.90976e-06
16面 : ｋ=-4.70761e+06 Ａ=０ Ｂ=7.60243e-03 Ｃ=-1.59383e-04 Ｄ=1.36597e-04 Ｅ=-6
.94020e-06
17面 : ｋ=-3.93361e+06 Ａ=０ Ｂ=5.98738e-03 Ｃ=5.26927e-04 Ｄ=-8.13470e-05 Ｅ=4.
19792e-05

数値実施例３
ｆ＝ 5.64〜 16.80 Ｆｎｏ＝2.13 〜 5.00 ２ω＝56.0 〜 20.2
R 1 = 26.248 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 11.139 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 10.00 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = -34.597 D 5 = 0.70 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 6 = 43.046 D 6 = 1.40 N 4 = 1.805181 ν 4 = 25.4
R 7 = -140.373 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.194 D 9 = 2.00 N 5 = 1.487490 ν 5 = 70.2
R10 = -164.837 D10 = 0.25
R11 = -14.903 D11 = 1.70 N 6 = 1.666718 ν 6 = 48.3
R12 = -4.462 D12 = 0.60 N 7 = 1.834000 ν 7 = 37.2
R13 = -64.758 D13 = 0.20
*R14 = 13.569 D14 = 2.00 N 8 = 1.487490 ν 8 = 70.2
*R15 = -5.014 D15 = 可変
*R16 = 88.288 D16 = 1.20 N 9 = 1.491710 ν 9 = 57.4
*R17 = 67.332 D17 = 1.00
R18 = -3.408 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -12.646 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

＼焦点距離 5.64 11.15 16.80
可変間隔＼
D 4 1.50 6.60 4.01
D 7 12.31 2.71 0.80
D15 3.17 1.40 0.88
D19 0.70 6.97 12.00

非球面係数
14面 : ｋ=1.49021e+01 Ａ=０ Ｂ=-3.74979e-03 Ｃ=-2.23417e-04 Ｄ=1.27559e-05 Ｅ=-3
.03564e-06
15面 : ｋ=2.94165e-01 Ａ=０ Ｂ=4.67205e-04 Ｃ=-1.33565e-04 Ｄ=1.28139e-05 Ｅ=-1.
54544e-06
16面 : ｋ=-4.70761e+06 Ａ=０ Ｂ=6.90793e-03 Ｃ=-3.09883e-04 Ｄ=9.86846e-05 Ｅ=-1
.24701e-06
17面 : ｋ=-3.93361e+06 Ａ=０ Ｂ=5.49110e-03 Ｃ=-1.23267e-04 Ｄ=-1.25373e-06 Ｅ=2
.46770e-05

数値実施例４
ｆ＝ 5.63〜 16.80 Ｆｎｏ＝2.08 〜 5.00 ２ω＝56.1 〜 20.2
R 1 = 48.153 D 1 = 0.80 N 1 = 1.603112 ν 1 = 60.6
R 2 = 11.083 D 2 = 2.30
R 3 = ∞ D 3 = 10.00 N 2 = 1.772499 ν 2 = 49.6
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = 199.961 D 5 = 0.70 N 3 = 1.772499 ν 3 = 49.6
R 6 = 22.845 D 6 = 1.40 N 4 = 1.805181 ν 4 = 25.4
R 7 = 242.865 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.245 D 9 = 2.00 N 5 = 1.487490 ν 5 = 70.2
R10 = -35.017 D10 = 0.25
R11 = -12.568 D11 = 1.70 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R12 = -3.940 D12 = 0.60 N 7 = 1.834000 ν 7 = 37.2
R13 = -109.961 D13 = 0.50
* R14 = 18.634 D14 = 2.00 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R15 = -5.135 D15 = 可変
* R16 = 151.895 D16 = 1.20 N 9 = 1.749497 ν 9 = 35.3
* R17 = 121.189 D17 = 1.00
R18 = -3.555 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -20.295 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

＼焦点距離 5.63 11.07 16.80
可変間隔＼
D 4 0.95 2.52 1.84
D 7 10.69 4.61 0.80
D15 2.77 0.98 0.51
D19 0.70 6.99 11.96

非球面係数
14面 : ｋ=1.66335e+01 Ａ=０ Ｂ=-3.21818e-03 Ｃ=-1.86168e-04 Ｄ=5.40611e-06 Ｅ=-2
.02531e-06
15面 : ｋ=2.53718e-01 Ａ=０ Ｂ=3.69525e-04 Ｃ=-1.49964e-04 Ｄ=1.18370e-05 Ｅ=-1
.34525e-06
16面 : ｋ=-5.25720e+06 Ａ=０ Ｂ=5.24497e-03 Ｃ=-1.79913e-04 Ｄ=7.42054e-05 Ｅ=-3
.94180e-06
17面 : ｋ=-3.87782e+06 Ａ=０ Ｂ=4.24203e-03 Ｃ=4.38752e-05 Ｄ=2.06324e-05 Ｅ=5.
70011e-06

数値実施例５
ｆ＝ 5.44〜 10.80 Ｆｎｏ＝2.33 〜 4.50 ２ω＝57.8 〜 31.1
R 1 = 28.789 D 1 = 0.80 N 1 = 1.603112 ν 1 = 60.6
R 2 = 8.451 D 2 = 1.80
R 3 = ∞ D 3 = 8.00 N 2 = 1.772499 ν 2 = 49.6
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = -106.294 D 5 = 0.60 N 3 = 1.772499 ν 3 = 49.6
R 6 = 13.391 D 6 = 1.30 N 4 = 1.805181 ν 4 = 25.4
R 7 = 196.529 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 可変
R 9 = 5.241 D 9 = 2.10 N 5 = 1.487490 ν 5 = 70.2
R10 = -12.689 D10 = 2.00 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R11 = -3.116 D11 = 0.60 N 7 = 1.834000 ν 7 = 37.2
R12 = 76.863 D12 = 0.50
* R13 = 16.133 D13 = 2.20 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R14 = -4.841 D14 = 可変
* R15 = 724.667 D15 = 1.20 N 9 = 1.749497 ν 9 = 35.3
* R16 = 515.103 D16 = 1.20
R17 = -3.899 D17 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R18 = -23.118 D18 = 可変
R19 = ∞ D19 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R20 = ∞

＼焦点距離 5.44 8.80 10.80
可変間隔＼
D 4 0.79 2.60 2.49
D 7 2.61 0.80 0.91
D 8 4.95 2.35 0.79
D14 2.76 1.49 1.19
D18 0.70 4.57 6.43


非球面係数
13面 : ｋ=7.45902e+00 Ａ=０ Ｂ=-3.86276e-03Ｃ=-7.97946e-05 Ｄ=-5.25583e-06 Ｅ=-
1.40582e-06
14面 : ｋ=2.62115e-01 Ａ=０ Ｂ=1.24566e-04 Ｃ=-1.22168e-04 Ｄ=1.28930e-05 Ｅ=-1
.31993e-06
15面 : ｋ=-5.25720e+06 Ａ=０ Ｂ=5.58683e-03 Ｃ=-3.26978e-04 Ｄ=7.10164e-05 Ｅ=-2
.09598e-06
16面 : ｋ=-3.87782e+06 Ａ=０ Ｂ=5.30136e-03 Ｃ=-1.60201e-04 Ｄ=1.71346e-5
Ｅ=1.02599e-05

実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例１のズームレンズの望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例２のズームレンズの望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例３のズームレンズの望遠端での収差図 実施例４のズームレンズの光学断面図 実施例４のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例４のズームレンズの広角端での収差図 実施例４のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例４のズームレンズの望遠端での収差図 実施例５のズームレンズの光学断面図 実施例５のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例５のズームレンズの広角端での収差図 実施例５のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例５のズームレンズの望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

符号の説明

Ｂ１ 第１レンズ群
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｂ３ 第３レンズ群
Ｂ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (9)

1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正又は負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群より構成され、変倍に際して第１レンズ群は移動せず、広角端に対し望遠端で第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が小さく、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さくなるように、該第３、第４レンズ群は物体側へ移動し、該第２レンズ群が移動することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群中に光軸上の光束を９０度偏向させる反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 広角端における前記第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離をＦ１２ｗ、第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、広角端における全系の焦点距離をＦｗとするとき、
   ２ ＜ ｜Ｆ１２Ｗ／Ｆｗ｜ ＜ ６
   ０．８ ＜ Ｆ３／Ｆｗ ＜ １．６
   ０．８ ＜ ｜Ｆ４／Ｆｗ｜ ＜ １．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記第４レンズ群の広角端における横倍率をβ４ｗとするとき、
   １ ＜ β４ｗ ＜ １．７
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
5. 前記第３レンズ群と第４レンズ群の焦点距離を各々Ｆ３、Ｆ４とするとき、
   ０．７ ＜ ｜Ｆ３／Ｆ４｜ ＜ １．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項のズームレンズ。
6. 前記第３レンズ及び第４レンズ群はそれぞれ非球面形状の面を１以上有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のズームレンズ。
7. 前記第２レンズ群と第３レンズ群の間隔中に開口絞りを有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のズームレンズ。
8. 固体撮像素子に像を形成するための光学系であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項のズームレンズ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。