JP4974659B2 - ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ，携帯情報端末装置，ビデオカメラなどの撮影レンズとして用いることができるズームレンズ、このズームレンズを用いたカメラ装置および携帯情報端末装置に関するものである。

現在，特にデジタルカメラの分野においては，高画質化，小型化，広角化，大口径化等のニーズが強くなっている。今後は，これらの要望に応えるべく技術開発していく必要がある。そのため，撮影レンズとしてはズームレンズであり，５００万画素を超えるような受光素子に対応するための高画質化と小型化，広角化，大口径化が求められる。

従来、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し，第３レンズ群が物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズにより構成されているズームレンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。

しかし，上記各特許文献記載のズームレンズでは，第１レンズ群が３枚で構成されているため，第１レンズ群を小型化するのが困難である。ズームレンズを広画角化しようとすると、さらに第１レンズ群が大型化するため，倍率色収差等の補正が困難になり、半画角を４２°以上の広角にすることも達成できていない。

上記従来例とは別に、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し，第１レンズ群が物体側から順に負の第１レンズ，正の第２レンズで構成され，第３レンズ群が物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，正の第４レンズにより構成されるズームレンズも知られている（例えば、特許文献５参照）。

特許文献５に記載されているようなズームレンズは、第３レンズ群に３枚の正レンズを含んでいるため，広画角化に伴い大きくなる倍率色収差等の補正が困難になる。また，半画角を４２°以上の広角にすることも達成できていない。

特開２００６−１８９５９８号公報 特開２００６−１３３６３２号公報 特開２００５−０６２２２８号公報 特開２００３−２４１０９１号公報 特開２００６−１２６７４１号公報

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので，収差の少ない高性能のズームレンズであって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを提供することを目的としている。
本発明はまた，収差の少ない高性能のズームレンズでありながら，製造誤差感度の低減すなわち製造誤差があったとしても、それがレンズ性能に与える悪影響の少ないズームレンズを提供することを目的としている。

本発明はまた，収差の少ない高性能のカメラ装置であって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分小型であるズームレンズを撮影光学系として使用した，小型で高画質の画像を得ることができるカメラ装置を提供することを目的としている。
本発明はまた，撮影画像をデジタル情報とする機能を有するカメラ装置を提供することを目的としている。

本発明はまた，収差の少ない高性能の携帯情報端末装置であって，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分小型であるズームレンズを撮影光学系として使用した，小型で高画質の画像を得ることができる携帯情報端末装置を提供することを目的としている。

本発明は、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群により構成し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって，さらにそれぞれ以下のような特徴をもつものである。

請求項１に係るズームレンズは，第１レンズ群が物体側から順に負の第１レンズと正の第２レンズで構成され，第３レンズ群が物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズにより構成され，第１レンズ群は像側に移動した後物体側に移動し，第２レンズ群は像側に移動し，第３レンズ群は物体側に移動することを特徴とする。

請求項２に係るズームレンズは，請求項１記載のズームレンズにおいて，ｄ１を第１レンズ群の肉厚，Ｙ´を最大像高としたとき、
０．８０＜ｄ１／Ｙ´＜１．７０
の条件式を満足することを特徴とする

請求項３に係るズームレンズは，請求項１または２記載のズームレンズにおいて，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第４レンズ群は像面との距離が不変であることを特徴とする。

請求項４に係るズームレンズは，請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズにおいて，ｆ１を第１レンズ群の焦点距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項５に係るズームレンズは，請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズにおいて，ｆ３を第３レンズ群の焦点距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項６に係るズームレンズは，請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズにおいて，β３ｗを第３レンズ群の短焦点端における横倍率，β３ｔを第３レンズ群の長焦点端における横倍率，β２ｗを第２レンズ群の短焦点端における横倍率，β２ｔを第２レンズ群の長焦点端における横倍率としたとき、
１．０＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．５
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項７に記載のズームレンズは，請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第３レンズ群の負レンズ２枚は像側面が物体側に凸であり，ｒ３２を第３レンズ群第２レンズの像面側の曲率半径，ｒ３４を第３レンズ群第４レンズの像面側の曲率半径としたとき、
−０．５＜（ｒ３２−ｒ３４）／（ｒ３２＋ｒ３４）＜０．１
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項８に係るズームレンズは，請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第１レンズ群の負の第１レンズと正の第２レンズは接合されており，ｒ１２を上記接合面の曲率半径，Ｙ´を最大像高としたとき、
４．０＜ｒ１２／Ｙ´＜９．０
の条件式を満足することを特徴とする。

本発明に係るカメラ装置は、請求項９に記載されているように、請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズを，撮影用レンズとして有していることを特徴とする。請求項１０記載のカメラ装置のように、上記カメラ装置において、撮影画像をデジタル情報とする機能を有していてもよい。

本発明に係る携帯情報端末装置は、請求項１１に記載されているように、請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズを撮影用レンズとして有していることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば，収差の少ない高性能のズームレンズであって，半画角４２°以上の広画角を達成し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを提供することができる。かかるズームレンズを例えばデジタルカメラに適用することにより，高画質の画像を得ることができる小型のデジタルカメラを実現することができる。

請求項１，２，３，４，５，６，８に係る発明によれば，より高性能なズームレンズを提供できるため，さらに高画質の画像を得ることができるカメラを実現することができる。

請求項３，７に係る発明によれば，収差の少ない高性能のズームレンズでありながら，製造誤差感度が小さいすなわち製造誤差があったとしてもそれによって受ける悪影響の少ないズームレンズを提供することができ，これをカメラに適用することにより、さらに安定したカメラを実現することができる。

請求項９に係る発明によれば，収差の少ない高性能のズームレンズであり，かつ，半画角４２°以上の広画角を達成し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを撮影用レンズとして使用することにより，小型で高画質の画像を得ることができるカメラ装置を提供することができる。そのため，ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質の画像を撮影することができる。

請求項１０に係る発明によれば，上記のように小型で高画質の画像を得ることができるカメラ装置を、デジタル画像情報として扱うカメラ装置として使用することができる。

請求項１１に係る発明によれば，収差の少ない高性能のズームレンズであり，かつ，半画角４２°以上の広画角を達成し，短焦点端のＦナンバが３．０以下でありながら，十分に小型であるズームレンズを撮影用レンズとして使用することにより，小型で高画質の画像を得ることができる携帯情報端末装置を提供することができる。そのため，ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質の画像を撮影することができる。

以下、本発明にかかるズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１乃至図４は、本発明にかかるズームレンズの第１、第２、第３、第４実施例をそれぞれ示している。これらの実施例は、レンズの両面の曲率半径、厚さ、レンズ相互の間隔、屈折率などの数値が異なり、レンズ群の形態、各レンズ群を構成するレンズの形態、各光学素子相互の間隔などの基本的な構成は同じであるから、まず、図１を参照しながら基本的な構成について説明する。

図１において左側が物体側であり、右側が像面側である。図１において、ズームレンズは、物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群Ｇ１と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群Ｇ２と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群Ｇ３と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群Ｇ４を有してなる。第３レンズ群Ｇ３の物体側に絞りを有している。図１の下部には短焦点端から長焦点端への変倍時の各レンズ群の動きを線で描いている。これらの線からわかるように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し，第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少し，第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化するように構成されている。また、短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群Ｇ１は、一旦、途中まで像面側に近づいたあと像面から遠ざかるように、換言すれば像面側に凸状に移動するように構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、変倍の際は固定され、フォーカシングの際に光軸方向に移動するフォーカスレンズとなっている。

上記第１レンズ群Ｇ３は、凸面を物体側に向けた負のメニスカス第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１に接合された正の第２レンズＬ２の２枚で構成され、物体側から順に第１レンズＬ１と第２レンズＬ２が配置されている。上記第２レンズ群Ｇ２は、負のメニスカス第１レンズＬ３と、負の両凹第２レンズＬ４と、正の両凸第３レンズＬ５の３枚で構成され、物体側から順に第１レンズＬ３、第２レンズＬ４、第３レンズＬ５が配置されている。

本発明にかかるズームレンズは，上記のように正の焦点距離を持つレンズ群を第１レンズ群として先行させた４群構成のズームレンズタイプを採用し，各レンズ群を上記のように移動させることにより，効率よい変倍を実現している。

このようなズームレンズタイプの場合，全レンズ群を繰り出すことによってフォーカシングすることも可能であるが，第４レンズ群Ｇ４でフォーカシングすることが望ましく、図示の各実施例はそのように構成されている。

第１レンズ群は負の第１レンズ，正の第２レンズ，正の第３レンズの３枚で構成されることが多いが，本発明においては第１レンズ群Ｇ１を物体側から順に負の第１レンズＬ１，正の第２レンズＬ２で構成している。第１レンズ群Ｇ１を２枚のレンズで構成した場合，第１レンズ群Ｇ１のパワーを小さくしなければ，球面収差や軸上色収差等を補正することが困難になる。そのため，第２レンズ群Ｇ２に大きな変倍機能を持たせることができないが，第２レンズ群Ｇ２で大きく変倍しないことにより、広角化に伴う第１レンズ群Ｇ１の大型化を抑えることができる。上記のように、第２レンズ群Ｇ２に大きな変倍機能を持たせることができないため，第３レンズ群Ｇ３に大きな変倍機能を持たせる必要が出てくる。そこで，第３レンズ群Ｇ３の構成が重要となってくる。

本発明に係るズームレンズにおいては，第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に配置した正の第１レンズＬ６，負の第２レンズＬ７，正の第３レンズＬ８，負の第４レンズＬ９の４枚のレンズで構成した。第３レンズ群Ｇ３を正レンズ２枚，負レンズ２枚で構成することにより，正レンズ３枚，負レンズ１枚で構成するよりも軸上色収差や倍率色収差を補正することが容易となっている。第３レンズ群Ｇ３を正レンズ３枚，負レンズ１枚で構成した場合，正レンズ３枚はアッベ数が大きいガラスで構成しなければならなくなり，ガラスの選択の自由度が少なくなるため全体の単色収差補正が困難となってくる。

また，第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズすなわち図示の実施例で第４レンズＬ９を負レンズとすることで，第３レンズ群Ｇ３の主点が物体側になる。そのため，第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の光学的距離を短くすることができ，変倍効率を良くすることができる。

以上のように構成することにより，Ｆナンバが３．０以下と明るく，半画角４２°以上の広画角を実現することができる小型のズームレンズを得ることができる。

小型でありながら，より高性能にするには，以下の条件式を満足することが望ましい。
０．８０＜ｄ１／Ｙ´＜１．７０ ・・・（１）
ｄ１は第１レンズ群の肉厚，Ｙ´は最大像高である。
条件式（１）の下限値を超えると，球面収差や軸上色収差等の補正が困難になる。上限値を超えると，第１レンズ群の径が大きくなり，倍率色収差等の補正が困難になり、また，小型化を妨げ，コストアップの原因にもなる。

さらに高性能にするには，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群Ｇ１は像側に凸となるように、すなわち、一旦像側に移動した後像側に移動の向きを変え，第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し，第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動することが望ましい。
こうすることによって、短焦点端からある焦点距離までの変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔変化が小さく，第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔変化が大きくなるため，第２レンズ群Ｇ２による変倍を小さくし，第３レンズ群Ｇ３による変倍を大きくすることができることから，第１レンズ群Ｇ１の大型化を抑えることができ，倍率色収差等の補正が容易になる。また，ある焦点距離から長焦点端までの変倍の際には第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が変化することにより，第２レンズ群Ｇ２も変倍に寄与させ，第３レンズ群Ｇ３の変倍が大きくなり過ぎないようにし，球面収差等の補正を容易にしている。

また，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第４レンズ群Ｇ４は像面に対して固定であることが望ましい。変倍に際して第４レンズ群Ｇ４を固定位置に保持させるようにすることによって，鏡胴構成の簡素化，ならびにレンズ群間偏心精度の確保にも配慮している。もちろん，収差補正を優先すれば全てのレンズ群を移動させるようにしたほうが有利ではあるが，そのようにすると，鏡胴の構成が複雑になり，製作誤差も生じ易くなる。

ズームレンズをより高性能にするには，以下の条件式を満足することが望ましい。
１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０ ・・・（２）
ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離，ｆｗは短焦点端の焦点距離である。
条件式（２）の下限値を超えると，第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が短くなりすぎ，球面収差や軸上色収差の補正が困難になる。上限値を超えると，第２レンズ群Ｇ２の変倍が小さくなり，第３レンズ群Ｇ３により大きく変倍することになり，球面収差等の補正が困難になる。

さらにズームレンズを高性能にするには，以下の条件式を満足することが望ましい。
２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ・・・（３）
ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離，ｆｗは短焦点端の焦点距離である。
条件式（３）の下限値を超えると，第３レンズ群Ｇ３の焦点距離が短くなりすぎ，第３レンズ群Ｇ３内での球面収差等の補正が困難になる。上限値を超えると，第３レンズ群Ｇ３の変倍が小さくなり，第２レンズ群Ｇ２により大きく変倍することになり，軸外収差の補正が困難になる。

さらにズームレンズを高性能にするには，以下の条件式を満足することが望ましい。
１．０＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．５ ・・・（４）
β３ｗは第３レンズ群Ｇ３の短焦点端における横倍率，β３ｔは第３レンズ群Ｇ３の長焦点端における横倍率，β２ｗは第２レンズ群Ｇ２の短焦点端における横倍率，β２ｔは第２レンズ群Ｇ２の長焦点端における横倍率である。
条件式（４）の下限値を超えると，第２レンズ群Ｇ２による変倍が大きくなるため，第２レンズ群Ｇ２内の軸外収差の補正が困難になる。上限値を超えると，第３レンズ群Ｇ３による変倍が大きすぎるため，第３レンズ群Ｇ３内の球面収差等の補正が困難になる。

さらにズームレンズを高性能化しながら，製造誤差感度を低減するには，以下の条件式を満足することが望ましい。
−０．５＜（ｒ３２−ｒ３４）／（ｒ３２＋ｒ３４）＜０．１ ・・・（５）
ｒ３２は第３レンズ群Ｇ３の第２レンズＬ７の像面側の曲率半径，ｒ３４は第３レンズ郡Ｇ３の第４レンズＬ９の像面側の曲率半径である。
条件式（５）を満足することにより，第３レンズ群Ｇ３の負の第２レンズＬ７と負の第４レンズＬ９の像側面に負のパワーを分担させることができ，１つの面で過大な収差を発生することを防ぎ，第３レンズ群Ｇ３全体としての収差量の低減と製造誤差感度の低減を図ることができる。

小型でありながら，さらに高性能にするには，以下の条件式を満足することが望ましい。
４．０＜ｒ１２／Ｙ´＜９．０ ・・・（６）
ｒ１２は互いに接合されている第１レンズ群Ｇ１の負の第１レンズＬ１と正の第２レンズＬ２の接合面の曲率半径，Ｙ´は最大像高である。
条件式（６）の下限値を超えると，上記接合面の曲率半径が小さくなり，軸上色収差等を補正することが困難になる。また，第１レンズ群Ｇ１の大型化につながる．条件式（６）の上限値を超えると，倍率色収差等を補正することが困難となる。

上記ズームレンズを、カメラ装置に撮影用レンズとして採用し、または画像撮影装置を備えている携帯情報端末装置に撮影用レンズとして採用することにより、以上述べた効果を得ることができるカメラ装置および携帯情報端末装置を提供することができる。

以下に本発明にかかるズームレンズの具体的な実施例を数値によって示す。
実施例における記号の意味は以下の通りである。
ｆ ：全系の焦点距離
Ｆ ：Ｆナンバ
ω ：半画角
Ｒ ：曲率半径
Ｄ ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数

ただし，ここで用いられる非球面は，近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ，光軸からの高さをＨとするとき，以下の式で定義される。

図１は、本発明にかかるズームレンズの実施例１の光学配置を示している。この実施例１以下、実施例４までのすべてにおいて、既に述べたとおり第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４からなる。第３レンズ群Ｇ３の物体側に絞りを有し、第４レンズ群Ｇ４と像面との間にフィルタが配置されている。レンズ群ごとに適宜の支持部材で支持され、ズーミングに際しては、レンズ群ごとに前述のように移動する。図１から図３に示す実施例１から３までは、第３レンズ群Ｇ３を構成する第２レンズＬ７と第３レンズＬ８が接合され、第２レンズＬ６は第２レンズＬ７から離間している。これに対して図４に示す実施例４の第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ６と第２レンズＬ７が接合され、第３レンズＬ８と第４レンズＬ９が接合され第２レンズＬ７と第３レンズＬ８が離間している。

実施例１の各数値を表１に示す。

実施例１を示す表１において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１７面、第１８面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

実施例１における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表２に示す。表２においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

実施例１の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表３に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図５は実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図６は実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図７は実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。球面収差曲線中の破線は正弦条件を、非点収差曲線中の実線はサジタルを，破線はメリディオナルを表している。これらの収差曲線図から明らかなように、実施例１にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。実施例１のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図２は、本発明にかかるズームレンズの実施例２の光学配置を示している。実施例２の各部の数値を表４に示す。

実施例２を示す表４において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１７面、第１８面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

実施例２における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表５に示す。表５においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

実施例２の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表６に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図８は実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図９は実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１０は実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。球面収差曲線中の破線は正弦条件を、非点収差曲線中の実線はサジタルを，破線はメリディオナルを表している。これらの収差曲線図から明らかなように、実施例２にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。実施例２のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図３は、本発明にかかるズームレンズの実施例３の光学配置を示している。実施例３の各部の数値を表７に示す。

実施例３を示す表７において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１７面、第１８面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

実施例３における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表８に示す。表８においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

実施例３の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表９に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図１１は実施例３のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図１２は実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１３は実施例３のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。球面収差曲線中の破線は正弦条件を、非点収差曲線中の実線はサジタルを，破線はメリディオナルを表している。これらの収差曲線図から明らかなように、実施例３にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。実施例３のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

図４は、本発明にかかるズームレンズの実施例４の光学配置を示している。実施例４の各部の数値を表１０に示す。

実施例４を示す表１０において「＊」のマークが付されている第５面、第１１面、第１６面、第１７面が非球面で、各非球面の前記「数１」にかかるパラメータは次のとおりである。

実施例４における変倍時の各レンズ群相互の間隔の変化を表１１に示す。表１１においてＡは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、Ｂは第２レンズ群Ｇ２と絞りの間隔、Ｃは絞りと第３レンズ群Ｇ３の間隔、Ｄは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群の間隔である。「Ｗｉｄｅ」は短焦点（広角）端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は長焦点（望遠）端を示している。

実施例４の、前記各条件式（１）〜（５）にかかる数値は表１２に示すとおりであって、各条件式の範囲内にある。

図１４は実施例４のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図１５は実施例４のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図、図１６は実施例４のズームレンズの長焦点端における収差曲線図をそれぞれ示している。球面収差曲線中の破線は正弦条件を、非点収差曲線中の実線はサジタルを，破線はメリディオナルを表している。これらの収差曲線図から明らかなように、実施例４にかかるズームレンズの収差は十分に補正されている。実施例４のようにズームレンズを構成することで，半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができる。また，第４レンズ群Ｇ４がレンズ１枚の構成であっても，十分に収差補正されていることも示している。

以上説明した本発明にかかるズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、その他各種カメラ装置の撮影レンズとして適用することができる。また、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯情報端末装置に付属するカメラの撮影用レンズとして適用することもできる。図１７は、本発明にかかるズームレンズを用いた「カメラ装置」の実施の１形態を示す。図１７（Ａ）は正面側を斜め上方から見た斜視図、図１７（Ｂ）は背面側を斜め上方から見た図である。カメラ装置は、撮影用レンズ１として、以上説明したいくつかの実施例のうち一つの実施例にかかるズームレンズを有している。カメラ装置は筐体５を有し、筐体５の正面側には上記撮影レンズ１と、光学ファインダ２と、発光器の発光部３が配置されている。筐体５の上面にはシャッタボタン４が配置されている。筐体５の背面側には、上記光学ファインダ２の接眼部、電源スイッチ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、メモリーカードスロット９、ズーム操作スイッチ１０が配置されている。

図１８は，上記カメラ装置のシステム構造を示すブロック図で示している。図１８に示すように，カメラ装置は撮影レンズ１と、この撮影レンズ１によって結ばれる像面に配置された受光素子１３を有する。撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され，受光素子１３からの出力は中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４により処理されてデジタル情報に変換される。すなわち，カメラ装置は「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有している。デジタル情報からなる撮影画像情報は、中央演算装置１１の制御により液晶モニタ７に入力され、撮影画像を液晶モニタ７にリアルタイムで表示することができる。あるいは、撮影された画像情報が半導体メモリ１５に保存され、保存された画像情報を中央演算装置１１の制御により呼び出して液晶モニタ７に表示することもできる。撮影された画像情報は通信カード１６などを介して外部の端末、プリンタ、ネットワークなどに送信することができる。

本発明にかかるカメラ装置および携帯情報端末装置によれば、前述の効果を得ることができるズームレンズを備えることによって、半画角４２°以上の広画角を実現し，短焦点端のＦナンバを３．０以下にすることができ、小型でありながら，非常に良好な像性能を得ることができるカメラ装置および携帯情報端末装置を得ることができる。

本発明にかかるズームレンズの実施例１を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの実施例２を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの実施例３を示す光学配置図である。 本発明にかかるズームレンズの実施例４を示す光学配置図である。 実施例１にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例１にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例１にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例２にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例２にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例２にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例３にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例３にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例３にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例４にかかるズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例４にかかるズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例４にかかるズームレンズの長焦点端における収差曲線図ある。 本発明にかかるカメラ装置の実施形態を示すデジタルカメラの外観図であって、（Ａ）は正面側の斜視図，（Ｂ）は裏面側の斜視図である。 カメラ装置のシステム構造例を示すブロック図である。

符号の説明

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ（第３レンズ群の第１レンズ）
Ｌ７ 第７レンズ（第３レンズ群の第２レンズ）
Ｌ８ 第８レンズ（第３レンズ群の第３レンズ）
Ｌ９ 第９レンズ（第３レンズ群の第４レンズ）
Ｌ１０ 第１０レンズ
１ 撮影レンズ
２ ファインダ
３ フラッシュ
４ シャッタボタン
５ 筐体
６ 電源スイッチ
７ 液晶モニタ
８ 操作ボタン
９ メモリーカードスロット
１０ ズームスイッチ

Claims (11)

1. 物体側より順に，正の焦点距離を持つ第１レンズ群と，負の焦点距離を持つ第２レンズ群と，正の焦点距離を持つ第３レンズ群と，正の焦点距離を持つ第４レンズ群により構成し，第３レンズ群の物体側に絞りを有しており，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し，第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し，第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて，第１レンズ群は物体側から順に負の第１レンズと正の第２レンズで構成され，第３レンズ群は物体側から順に正の第１レンズ，負の第２レンズ，正の第３レンズ，負の第４レンズにより構成され，
   短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第１レンズ群は像側に移動した後物体側に移動し，第２レンズ群は像側に移動し，第３レンズ群は物体側に移動することを特徴とするズームレンズ。
2. 請求項１記載のズームレンズにおいて，ｄ１を第１レンズ群の肉厚，Ｙ´を最大像高としたとき、
   ０．８０＜ｄ１／Ｙ´＜１．７０
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
3. 請求項１または２記載のズームレンズにおいて，短焦点端から長焦点端への変倍に際して，第４レンズ群は像面との距離が不変であることを特徴とするズームレンズ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズにおいて，ｆ１を第１レンズ群の焦点距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
   １０．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズにおいて，ｆ３を第３レンズ群の焦点距離，ｆｗを短焦点端の焦点距離としたとき、
   ２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズにおいて，β３ｗを第３レンズ群の短焦点端における横倍率，β３ｔを第３レンズ群の長焦点端における横倍率，β２ｗを第２レンズ群の短焦点端における横倍率，β２ｔを第２レンズ群の長焦点端における横倍率としたとき、
   １．０＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．５
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第３レンズ群の負レンズ２枚は像側面が物体側に凸であり，ｒ３２を第３レンズ群第２レンズの像面側の曲率半径，ｒ３４を第３レンズ群第４レンズの像面側の曲率半径としたとき、
   −０．５＜（ｒ３２−ｒ３４）／（ｒ３２＋ｒ３４）＜０．１
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズにおいて，第１レンズ群の負の第１レンズと正の第２レンズは接合されており，ｒ１２を上記接合面の曲率半径，Ｙ´を最大像高としたとき、
   ４．０＜ｒ１２／Ｙ´＜９．０
   の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズを，撮影用レンズとして有するカメラ装置。
10. 請求項９記載のカメラ装置において，撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置。
11. 画像撮影装置を備えている携帯情報端末装置において、請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズを撮影用レンズとして有する携帯情報端末装置。

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