JP4689321B2 - ズームレンズ及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する光学機器に関し、例えばビデオカメラや電子スチルカメラ、銀塩写真用カメラに好適なものである。

最近、ホームビデオカメラや電子スチルカメラ等の小型軽量化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にも目覚しい進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小型化、レンズ構成の簡略化にも力が注がれている。これらの目的を達成する一つの手段として、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが知られている。

一般にリヤーフォーカス式のズームレンズは、第１レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに比べて第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また近接撮影、特に極至近撮影が容易となる。さらに、小型軽量のレンズ群を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み、迅速な焦点合わせができる等の特徴がある。

従来のリヤーフォーカス式のズームレンズとして、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行うものが知られている（例えば特許文献１，２）。

一般に、カメラの非使用時に収納性を高めるには各レンズ群を沈胴させるのが効果的である。しかし、第２レンズ群がほとんどの変倍機能を有する上記のようなズームタイプのズームレンズでは、第１レンズ群、第２レンズ群の偏芯に対する敏感度が大きすぎて沈胴には適さない。

これに対して、変倍比３倍程度のズームレンズにおいて、物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、第１レンズ群を単一のレンズで構成すると共に第２、第３、第４レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群を移動させてフォーカスを行って光学系を簡素化して沈胴構造にも適した光学系が知られている（例えば特許文献３）。

また変倍比３倍乃至４倍程度のズームレンズにおいて、物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、第１レンズ群を単一のレンズで構成すると共に第１、第２、第３、第４レンズ群を移動させて変倍を行っている光学系も知られている（例えば特許文献４、５）。
特開平７−２７０６８４号公報 特開平１１−３０５１２４号公報 特開平１０−６２６８７号公報 特開２００１−１９４５８６号公報 特開２００４−１０９６５３号公報

光学系を小型化するために光学系を構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減しようとするとレンズ肉厚が増してしまいレンズ系の短縮効果が不十分になると同時に諸収差の補正が困難になってくる。

また非使用時に各レンズ群を沈胴して収納しようとするとメカ構造的にどうしてもレンズ及びレンズ群の倒れなどの誤差が大きくなり、レンズ及びレンズ群の敏感度が大きいと光学性能の劣化や変倍時の像ゆれが生じてしまうのでレンズやレンズ群の敏感度はなるべく小さくするのが望ましい。

物体側より順に正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る４群構成のズームレンズで第２レンズ群、第４レンズ群だけを移動させてズーミングを行おうとすると、殆どの変倍を第２レンズ群で行わなければならなくなり、どうしても第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を大きくせざるを得なくなる。

これに対して特許文献３で示された光学系では、第１レンズ群や第２レンズ群の敏感度が比較的小さくなるので沈胴構造には適している。しかしながら第１レンズ群が変倍時に固定であるので広角端でのレンズ全長の短縮化や前玉径の小型化が必ずしも十分でない。

また特許文献４で示された光学系では第１レンズ群を変倍時に移動させることで小型、大口径かつ高性能を達成している。しかしながら第１レンズ群の広角端から望遠端への変倍に伴う移動量が小さいために広角端で入射瞳を十分短くすることが出来ず、前玉径の小型化が必ずしも十分でない。

また特許文献５で示された光学系では、変倍に際して第３レンズ群に主たる変倍効果を持たせ、更に第１レンズ群を物体側に移動させることで第２レンズ群にも変倍効果を持たせることにより４倍程度の変倍比を得ている。しかし、第２レンズ群の変倍効果が必ずしも十分でなく、また３群の光軸方向の厚みが大きく沈胴時のレンズ全長と前玉径の小型化が不十分である。

本発明は、ズーミングにおける各レンズ群の移動量と各レンズ群の屈折力を適切に設定し、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍比を適切に配置することで、撮影時及び沈胴時のレンズ全長の小型化を達成すると共に、広角端から望遠端に至る変倍の全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。

本発明の一実施形態のズームレンズは、
物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、前記４つのレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は一つのレンズ成分からなり、
広角端から望遠端のズーミングに際し前記第２レンズ群は像側に凸の軌跡で移動し、
広角端に比べ望遠端で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
広角端から望遠端へのズームに伴う前記第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１５
１．７５＜β２Ｔ／β２ｗ＜２．３０
１．２＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜２．０
の条件を満足することを特徴としている。

本発明の別の実施形態としてのズームレンズは、
物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、前記４つのレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は一つのレンズ成分からなり、
広角端から望遠端のズーミングに際し前記第２レンズ群は像側に凸の軌跡で移動し、
広角端に比べ望遠端で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
広角端から望遠端へのズームに伴う前記第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔ、前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面頂点から最も像面側にあるレンズ面頂点までの距離をｄ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１５
１．２＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜２．０
０．５０＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５
の条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、小型で高性能なズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成することができる。

以下に本発明のズームレンズ及びそれを有する光学機器の実施形態について説明する。尚、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態１のズームレンズの要部断面図、図２〜図４は本発明の実施形態１のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図５は、本発明の実施形態２のズームレンズの要部断面図、図６〜図８は本発明の実施形態２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図９は、本発明の実施形態３のズームレンズの要部断面図、図１０〜図１２は本発明の実施形態３のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図１３は、本発明の実施形態４のズームレンズの要部断面図、図１４〜図１６は本発明の実施形態４のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図１７は本発明の光学機器の要部概略図である。

各実施形態のズームレンズのレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。ＳＰは開口絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（光学変換素子）の撮像面が位置している。ＦＰはフレアーカット絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の像面側に配置し、不要光をカットしている。

収差図において、ｄ，ｇはｄ線及びｇ線、△Ｍ、△Ｓはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。

各実施形態では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、各レンズ群を移動させている。尚、広角端と望遠端とは変倍用のレンズ群が機構上、光軸方向に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。

実施形態１〜４では広角端から望遠端への変倍に際して、矢印のように第１レンズ群Ｌ１を像面側に凸状の軌跡に沿って物体側へ移動している。また、第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡に沿って移動している。第２レンズ群Ｌ２を像面側へ凸状の略往復軌跡に沿って移動させて変倍に伴う像面変動を補正していると共に、変倍作用の一部を担っている。第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は、広角端に比べ望遠端で物体側に位置するように移動している。以上のように各実施形態において、第１レンズ群Ｌ１をズーミングに際して移動させることにより、広角端でのレンズ全長を短縮し、光軸方向における小型化と前玉径の縮小化を図っている。

また第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には同図矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことによって行っている。第４レンズ群Ｌ４の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を示している。各実施形態では、軽量な第４レンズ群Ｌ４をフォーカスに使うことで迅速な自動焦点検出を容易にしている。

なお、絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体に移動しても、別体にて移動しても、固定としてもよい。一体とすると移動／可動で分けられる群数が少なくなり、メカ構造が簡素化しやすくなる。また、第３レンズ群Ｌ３と別体にて移動させる場合は、前玉径の小型化に有利である。また、絞りＳＰを固定とする場合は絞りユニットを移動させる必要がない為、変倍の際、駆動させるアクチュエータの駆動トルクを小さく設定でき省電力化の点で有利である。

第１レンズ群Ｌ１は有効レンズ径が大きいので、単一のレンズ（一つのレンズ成分）で構成することで第１レンズ群Ｌ１の重量を軽量化し、移動のためのアクチュエータの負荷を低減している。第２レンズ群Ｌ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの独立の３つのレンズより構成している。これにより変倍時の収差変動を少なくし、特に広角端における歪曲収差や望遠端における球面収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３は物体側から２枚の正レンズと像面側に凹面を向けた負レンズで構成し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３間の主点間隔を小さくすることで第３レンズ群以降のレンズ長を短縮している。第３レンズ群Ｌ３は１以上の非球面を用いている。

各実施形態では、変倍に際して第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させることにより第３レンズ群Ｌ３で主な変倍効果をもたせ、更に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動することで第２レンズ群Ｌ２にも変倍効果を持たせて第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の屈折力をあまり大きくすることなく４倍程度の変倍比を得ている。

各実施形態においては、光学性能を維持しつつレンズ全長や前玉有効径の小型化を達成する為、ｍ１，ｍ２をそれぞれ第１レンズ群、第２レンズ群の広角端から望遠端への移動量としたとき、次の条件を満足している。

｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１５ （１）
なお、ここで移動量ｍ１、ｍ２は、物体側から像面側への移動を「正」符合とし、その逆を「負」符号としている。また、レンズ群の移動が略往復又は凸状の軌跡に沿った移動のときは広角端の位置に対する望遠端の位置の差分を表し、完全往復移動の場合はゼロとなる。

条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２のズーミングの際の移動量を適切に設定し、ズームレンズの小型化を達成する為のものである。条件式（１）を第２レンズ群Ｌ２の条件として考えると、第２レンズ群Ｌ２が略往復移動の軌跡を取ることを意味する。条件式（１）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の望遠端の位置が広角端の位置よりも大きく物体側に配されると、第１レンズ群Ｌ１の移動により第２レンズ群Ｌ２に持たせている変倍効果が小さくなりズームレンズ全系で十分な変倍比を得ることが難しくなる。逆に第２レンズ群Ｌ２の望遠端の位置が広角端の位置よりも大きく像側に配されると、主たる変倍作用を有する第３レンズ群Ｌ３の変倍における移動距離が十分に取れずズームレンズ全系で十分な変倍比を得ることが難しくなる。条件式（１）の上限を超えて十分な変倍比を得ようとすると、ズームレンズの光軸方向の全長を長くする必要が生じ、ズームレンズは大型化し前玉径の縮小化も困難となる。一方、条件式（１）を第１レンズ群Ｌ１の条件として考えたとき、条件式（１）の上限を超えて変倍における第１レンズ群Ｌ１の移動量が小さくなると広角端で前玉からの入射瞳までの距離が十分に短くならず、前玉径の小型化が難しくなる。

条件式（１）は、より好ましくは、
｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１３ （１ａ）
を満足すると尚良い。更に好ましくは、
｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１２ （１ｂ）
を満足すると良い。

また、本実施形態のズームレンズは、β２ｗ、β２Ｔをそれぞれ第２レンズ群の広角端、望遠端における横倍率としたとき、次の条件を満足している。

１．７５＜β２Ｔ／β２ｗ＜２．３０ （２）
条件式（２）はズーミング時の第２レンズ群Ｌ２の変倍効果を適切に設定し、レンズ全長を短く保ちながら十分な変倍比を達成する為のものである。条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍作用が小さくなり過ぎると、第３レンズ群Ｌ３の変倍作用の負担が大きくなり、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を大きくする必要が生じ、第３レンズ群Ｌ３の偏芯に対する敏感度が高くなり製造誤差の影響による性能劣化が大きくなり、かつペッツバール和が正の方向に大きくなり過ぎて像面湾曲が負に増大するので良くない。逆に上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍作用が大きくなり過ぎると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を大きくする必要が生じて第２レンズ群Ｌ２の敏感度が高くなり製造上の誤差の影響が大きくなると共に、第１レンズ群Ｌ１のズーミング時の移動量を大きくする必要が生じて、望遠端でのレンズ全長が長くなるので良くない。

条件式（２）は、より好ましくは、
１．７５＜β２Ｔ／β２ｗ＜２．１０ （２ａ）
を満足すると尚良い。更に好ましくは、
１．７６＜β２Ｔ／β２ｗ＜２．００ （２ｂ）
を満足すると良い。

また、本実施形態のズームレンズは、β２ｗ、β２Ｔをそれぞれ第２レンズ群の広角端、望遠端における横倍率としたとき、次の条件を満足している。

また、β３ｗ、β３Ｔをそれぞれ第３レンズ群の広角端、望遠端における横倍率としたとき、次の条件を満足している。

１．２＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜２．０ （３）
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２に対する第３レンズ群Ｌ３の変倍効果の比を表す式で、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍効果を適切に配分する為のものである。条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍作用が大きくなり過ぎると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を大きくする必要が生じ、第３レンズ群Ｌ３の偏芯に対する敏感度が高くなり製造誤差の影響による性能劣化が大きくなり、かつペッツバール和が正の方向に大きくなり過ぎて像面湾曲が負に増大するので良くない。条件式（３）の下限を超えて第２レンズＬ２の変倍作用が大きくなり過ぎると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を大きくする必要が生じて第２レンズ群Ｌ２の敏感度が高くなり製造上の誤差の影響が大きくなると共に、第１レンズ群のズーミング時の移動量を大きくする必要が生じて、望遠端でのレンズ全長が長くなるので良くない。

条件式（３）は、より好ましくは、
１．３＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜１．８ （３ａ）
を満足すると尚良い。更に好ましくは、
１．４＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜１．７５ （３ｂ）
を満足すると良い。

また、本実施形態のズームレンズは、ｄ３を前記第３レンズ群において最も物体側にあるレンズ面頂点から最も像面側にあるレンズ面頂点までの距離とし、ｆｗを広角端における全系の焦点距離としたとき、次の条件を満足している。

０．５０＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５ （４）
条件式（４）は第３レンズ群Ｌ３の全長を適切に設定し、高い光学性能を維持しながらレンズ全長の小型化を達成する為のものである。条件式（４）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の全長が大きくなり過ぎると、レンズ全長が長くなり、特に沈胴時のレンズ全長を短くすることができず良くない。逆に条件式（４）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の全長が短くなり過ぎると、主たる変倍作用を持つ第３レンズ群Ｌ３の変倍時の収差変動が大きくなり過ぎ、ズーム全域に渡って良好な光学性能を得ることが困難となる。

条件式（４）は、より好ましくは、
０．５５＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５ （４ａ）
を満足すると尚良い。更に好ましくは、
０．６０＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５ （４ｂ）
を満足すると良い。

更に、ｄ２３ｗを広角端における前記第２レンズ群の最も像面側にあるレンズ面頂点から前記第３レンズ群の最も物体側にあるレンズ面頂点までの距離とすると、次の条件を満足している。

２．０＜ｄ２３ｗ／ｆｗ＜２．７ （５）
条件式（５）は広角端でのズームレンズの小型化を達成する為のものである。条件式（５）の上限を超えて広角端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が大きくなり過ぎると、広角端でのレンズ全長が大きくなり前玉径も大型化し良くない。条件式（５）の下限を超えて広角端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が小さくなり過ぎると、第３レンズ群Ｌ３のズーミングの際の移動距離が小さくなり第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を大きくする必要が生じ、第３レンズ群Ｌ３の偏芯に対する敏感度が高くなり製造誤差の影響による性能劣化が大きくなり、かつペッツバール和が正の方向に大きくなり過ぎて像面湾曲が負に増大するので良くない。

条件式（５）は、より好ましくは、
２．２＜ｄ２３ｗ／ｆｗ＜２．７ （５ａ）
を満足すると尚良い。更に好ましくは、
２．３＜ｄ２３ｗ／ｆｗ＜２．７ （５ｂ）
を満足すると良い。

次に本発明の実施形態１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを離心率、Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、を各々非球面係数としたとき

なる式で表している。

また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。
また前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。

以上のように各実施形態によれば正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る４群構成のズームレンズで全てのレンズ群を移動させて変倍を行うとともに各レンズ群の移動量や屈折力配置を前述の如く適切に設定することにより光学性能を良好に維持したままレンズ全長の短縮化を達成している。特に変倍比４程度以上、Ｆナンバー２．８程度以上の高変倍比、大口径比を持ちかつ良好な光学性能を維持しつつレンズ系全体の小型化を図ったズームレンズを実現している。また、広角端から望遠端に至る変倍の全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズを実現している。

次に、数値実施例１〜４のズームレンズを撮影光学系とした光学機器の実施形態を図１７を用いて説明する。図１７において、１０はビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器本体、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は撮影光学系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１３は撮像素子１２が受光した被写体象を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。１５は前記ファインダーと同等の機能を有する液晶表示パネルである。このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器を実現している。

本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の広角端の収差図 本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の中間のズーム位置の収差図 本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の望遠端の収差図 本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の広角端の収差図 本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の中間のズーム位置の収差図 本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の望遠端の収差図 本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の広角端の収差図 本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の中間のズーム位置の収差図 本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の望遠端の収差図 本発明の実施形態４に対応する数値実施例４の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施形態４に対応する数値実施例４の広角端の収差図 本発明の実施形態４に対応する数値実施例４の中間のズーム位置の収差図 本発明の実施形態４に対応する数値実施例４の望遠端の収差図 本発明の光学機器の要部概略図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
△Ｍ メリジオナル像面
△Ｓ サジタル像面
ＳＰ 絞り
ＦＰ フレアーカット絞り
ＩＰ 結像面
Ｇ ＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ω 半画角
Ｆｎｏ Ｆナンバー

Claims (13)

1. 物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、前記４つのレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は一つのレンズ成分からなり、
   広角端から望遠端のズーミングに際し前記第２レンズ群は像側に凸の軌跡で移動し、
   広角端に比べ望遠端で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
   広角端から望遠端へのズームに伴う前記第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
   ｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１５
   １．７５＜β２Ｔ／β２ｗ＜２．３０
   １．２＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜２．０
   の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面頂点から最も像面側にあるレンズ面頂点までの距離をｄ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．５０＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５
   の条件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。
3. 物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、前記４つのレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は一つのレンズ成分からなり、
   広角端から望遠端のズーミングに際し前記第２レンズ群は像側に凸の軌跡で移動し、
   広角端に比べ望遠端で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
   広角端から望遠端へのズームに伴う前記第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔ、前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面頂点から最も像面側にあるレンズ面頂点までの距離をｄ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ｜ｍ２／ｍ１｜＜０．１５
   １．２＜（β２ｗ・β３ｔ）／（β２ｔ・β３ｗ）＜２．０
   ０．５０＜ｄ３／ｆｗ＜０．７５
   の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の一つのレンズ成分は、１枚の正レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群の一つのレンズ成分は、１枚の正レンズと１枚の負レンズとを接合した接合レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズの独立のレンズより成ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第４レンズ群によりフォーカスを行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第３レンズ群は１以上の非球面を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第４レンズ群は１以上の非球面を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 広角端における前記第２レンズ群の最も像面側にあるレンズ面頂点から前記第３レンズ群の最も物体側にあるレンズ面頂点までの距離をｄ２３ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ２．０＜ｄ２３ｗ／ｆｗ＜２．７
    の条件を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記第３レンズ群と一体で移動可能な絞りを有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 固体撮像素子上に像を形成することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする光学機器。

Images