JP4980772B2

JP4980772B2 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP4980772B2
Application number: JP2007093303A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　賢一
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: TW200839341A; JP2008250135A; EP1975667A1; US20080239505A1; KR20080089181A; US7630143B2; TWI377376B; CN101276046B; CN101276046A; KR100975296B1

Description

本発明は、撮像機能を有する小型の機器、特にデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等に好適に用いられるズームレンズおよび撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。そこで最近では、レンズ系の光路を途中で折り曲げ、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの薄型化を図ったものが開発されている。

屈曲光学系を用いたズームレンズとして、特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、負の第２レンズ群と正の第４レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされたズームレンズが記載されている。このズームレンズでは、第１レンズ群内にプリズムを配置することで、光路を略９０°折り曲げている。そして、第１レンズ群内においてプリズムの後ろには固定の正レンズ群が配置されている。
特開２０００−１３１６１０号公報

上述のように、屈曲光学系を用いることにより、撮像装置に組み込んだときの薄型化を図ることができるため、近年では、種々の撮像機器に搭載され始めている。一方で、市場では薄型化と共に低コスト化への要求もある。このため、薄型化を図りつつも、コスト的に有利な構成とされた屈曲光学系の開発が望まれている。低コスト化を図るためには、レンズ材料に樹脂材料を用いることが考えられるが、樹脂レンズを用いる場合には、ガラスレンズに比べて温度による特性変化が大きいので、温度特性を十分考慮した構成とすることが望ましい。従来の屈曲光学系、例えば特許文献１に記載のような４群ズーム構成のものでは、例えば第３レンズ群や第４レンズ群に樹脂レンズを用いるものが知られているが、より低コスト化を図るために他のレンズ群にも積極的に樹脂レンズを用いることが考えられる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズ群からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされたズームレンズであって、第１レンズ群が全体として正のパワーを有すると共に、物体側から順に負メニスカスレンズと、光路を９０度折り曲げる反射部材と、正レンズと、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる正レンズとからなり、第２レンズ群が全体として負のパワーを有すると共に、最も物体側に樹脂材よりなる負レンズを有し、第３レンズ群が物体側を凸面とした正レンズを有し、第４レンズ群が全体で正のパワーを有すると共に、少なくとも１面が非球面とされた非球面レンズを有しているものである。かつ、以下の条件式を満足するように構成されているものである。式中、Ｐ１は第１レンズ群中の樹脂レンズの焦点距離、Ｐ２は第２レンズ群中の樹脂レンズの焦点距離、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離を示す。
１．０＜│Ｐ１／Ｐ２│＜３．０ ……（１）
０．８＜│ｆ２／ｆｗ│＜１．２ ……（２）

本発明によるズームレンズでは、第１レンズ群内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、第１レンズ群と第２レンズ群とに適切に樹脂レンズを用いたことで、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることが容易となる。特に、第１レンズ群の樹脂レンズを正レンズとし、第２レンズ群の樹脂レンズを負レンズとすると共に、樹脂レンズの焦点距離に関して適切な条件を満たしていることで、第１レンズ群と第２レンズ群とにおける樹脂レンズが互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができると共に、より低コスト化に有利となる。

本発明によるズームレンズはまた、以下の条件式を適宜満足していても良い。ただし、Ｎｄ１は第１レンズ群の最も物体側の負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率、Ｎｄ７は第２レンズ群の最も像面側のレンズのｄ線に対する屈折率とする。
２．１＜Ｎｄ１ ……（３）
２．１＜Ｎｄ７ ……（４）

本発明によるズームレンズにおいて、第４レンズ群の非球面レンズは、第４レンズ群内で最も像面側に配置され、少なくとも１面を非球面とした正または負のメニスカスレンズであることが好ましい。

本発明によるズームレンズにおいて、第３レンズ群の正レンズが樹脂材よりなるものであっても良い。また、第４レンズ群の非球面レンズが樹脂材よりなるものであっても良い。

本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いて、装置全体としての小型化と低コスト化が図られる。

本発明のズームレンズによれば、屈曲光学系として小型化に有利な構成にすると共に、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群とに適切に樹脂レンズを用いるようにしたので、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としての小型化と低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図７）のレンズ構成に対応している。なお、図１（Ａ）は広角端（最短焦点距離状態）での光学系配置、図１（Ｂ）は望遠端（最長焦点距離状態）での光学系配置に対応している。同様にして、後述の第２ないし第５の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第５の構成例の断面構成を、図２（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）に示す。図１（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔Ｄ８，Ｄ１３，Ｄ１６，Ｄ２１のみ符号を付す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１（Ａ），（Ｂ）に示した第１の構成例を基本にして説明する。

このズームレンズは、撮像機能を有する小型の機器、例えば後述するようなデジタルスチルカメラ（図２８，図２９）、カメラ付き携帯電話機、およびＰＤＡ等に搭載されて使用されるものである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、光量を調節する開口絞りＳｔと、第４レンズ群Ｇ４とを備えている。

このズームレンズの結像面Ｓｉｍｇには、ＣＣＤ等の図示しない撮像素子が配置される。撮像素子は、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するものである。少なくとも、このズームレンズと撮像素子とで、本実施の形態における撮像装置が構成される。第４レンズ群Ｇ４と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。

このズームレンズは、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされている。より詳しくは、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が変倍の際に常時固定であり、第２レンズ群Ｇ２、および第４レンズ群Ｇ４が変倍時に光軸Ｚ１上で移動するようになっている。このズームレンズは、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、各移動群は、図１（Ａ）の状態から図１（Ｂ）の状態へと、図に実線で示した軌跡を描くように移動する。この場合において、第２レンズ群Ｇ２が主に変倍作用を担い、第４レンズ群Ｇ４は変倍に伴う像面変動の補正作用を担っている。

このズームレンズは、少なくとも第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２内に樹脂レンズを有している。また、必要に応じて第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４のいずれか一方、または双方のレンズ群内に樹脂レンズを有していても良い。また、必要に応じて各レンズ群内に非球面レンズが用いられていても良い。非球面レンズにする場合、樹脂材料を用いて成形すると加工性が良く低コスト化が図れるので、非球面レンズは樹脂レンズであること好ましい。

第１レンズ群Ｇ１は、全体として正のパワーを有している。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に負メニスカスレンズと、光路を略９０度折り曲げる反射部材と、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる正レンズとを有している。より具体的には、第１レンズ群Ｇ１は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、反射部材としての直角プリズムＬＰと、２つの正レンズＬ１２，Ｌ１３とで構成される。第１レンズ群Ｇ１において、最も像側の正レンズＬ１３が樹脂レンズであることが好ましい。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは屈曲光学系であり、実際には、図２７に示すように、第１レンズ群Ｇ１において、例えば直角プリズムＬＰの内部反射面で光路が略９０°折り曲げられている。図１（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）では、プリズムＬＰの内部反射面を省略し、光軸Ｚ１上の同一方向に展開して示している。なお、直角プリズムＬＰに代えて、反射ミラー等の他の反射部材を用いても良い。

第２レンズ群Ｇ２は全体として負のパワーを有している。第２レンズ群Ｇ２は、最も物体側に樹脂材よりなる負レンズを有している。より具体的には、第２レンズ群Ｇ２は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、物体側から順に、樹脂材よりなる両凹の負レンズＬ２１と、両凹の負レンズＬ２２および正レンズＬ２３からなる接合レンズとで構成される。

第３レンズ群Ｇ３は物体側を凸面とした正レンズを有している。より具体的には、第３レンズ群Ｇ３は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、例えば物体側を凸面とした１枚の正レンズＬ３１で構成される。正レンズＬ３１は、樹脂材の非球面レンズとすることが好ましい。

第４レンズ群Ｇ４は全体で正のパワーを有すると共に、少なくとも１面が非球面とされた非球面レンズを有している。第４レンズ群Ｇ４内の最も像面側のレンズは、少なくとも１面を非球面とした正または負のメニスカスレンズであることが好ましい。より具体的には、第４レンズ群Ｇ４は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、物体側から順に、２つのレンズＬ４１，Ｌ４２からなる接合レンズと物体側に凸面を向けた正または負のレンズＬ４３とで構成される。例えば正または負のレンズＬ４３を樹脂材の非球面レンズとすることが好ましい。

このズームレンズは、以下の条件式（１）を満足している。式中、Ｐ１は第１レンズ群Ｇ１中の樹脂レンズ（正レンズＬ１３）の焦点距離、Ｐ２は第２レンズ群Ｇ２中の樹脂レンズ（負レンズＬ２１）の焦点距離を示す。
１．０＜│Ｐ１／Ｐ２│＜３．０ ……（１）

このズームレンズはまた、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。式中、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を示す。
０．８＜│ｆ２／ｆｗ│＜１．２ ……（２）

このズームレンズはまた、以下の条件式を適宜満足していても良い。ただし、Ｎｄ１は第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負メニスカスレンズレンズＬ１１のｄ線に対する屈折率、Ｎｄ７は第２レンズ群Ｇ２の最も像面側のレンズＬ２３のｄ線に対する屈折率とする。
２．１＜Ｎｄ１ ……（３）
２．１＜Ｎｄ７ ……（４）

図２８および図２９は、このズームレンズが搭載される撮像装置の一例として、デジタルカメラを示している。図２８は、このデジタルカメラ１０を前側から見た外観を示し、図２９は、このデジタルカメラ１０を背面側から見た外観を示している。このデジタルカメラ１０は、その前面側の中央上部に、ストロボ光を照射するストロボ発光部２１を備えている。また、その前面側においてストロボ発光部２１の側方部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口２２が設けられている。このデジタルカメラ１０はまた、上面側に、レリーズボタン２３と電源ボタン２４とを備えている。このデジタルカメラ１０はまた、背面側に、表示部２５と操作部２６，２７とを備えている。表示部２５は、撮像された画像を表示するためのものである。このデジタルカメラ１０では、レリーズボタン２３を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルカメラ１０に装着されたメモリカード（図示せず）に記録される。

このデジタルカメラ１０は、筐体内部に撮像レンズ１を備えている。この撮像レンズ１として、本実施の形態に係るズームレンズが用いられている。撮像レンズ１は、前面側に設けられた撮影開口２２に、最も物体側のレンズ（負メニスカスレンズＬ１１）が位置するように配置されている。撮像レンズ１は、直角プリズムＬＰによる折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの縦方向と一致するようにして、デジタルカメラ１０の内部に全体として縦方向に組み込まれている。なお、折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの横方向となるようにして、デジタルカメラ１０の内部に全体として横方向に組み込まれていても良い。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは、デジタルカメラに限らず、撮像機能を有する各種情報機器（ＰＤＡなど）やビデオカメラにも搭載可能である。

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とに適切に樹脂レンズを用いたことで、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることが容易となる。特に、第１レンズ群Ｇ１の樹脂レンズを正レンズＬ１３とし、第２レンズ群Ｇ２の樹脂レンズを負レンズＬ２１とすると共に、樹脂レンズの焦点距離に関して適切な条件式（１）を満たしていることで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とにおける樹脂レンズが互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。また、必要に応じて第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４のいずれか一方、または双方のレンズ群内に樹脂レンズを用いることで、より低コスト化を図ることができる。また、必要に応じて各レンズ群内に非球面レンズを用いることで、収差補正に有利となる。その場合、非球面レンズを樹脂レンズとすることで、ガラスの非球面レンズに比べて製造が容易となり、高性能化を図りつつ低コスト化を図ることができる。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１中の樹脂レンズの焦点距離と第２レンズ群Ｇ２中の樹脂レンズの焦点距離の比の絶対値を表している。この範囲を外れると温度特性が劣化してしまう。

条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２と広角端での焦点距離ｆｗの比の絶対値を表している。条件式（２）の下限を下回ると第２レンズ群Ｇ２のパワーが大きくなり、誤差の感度が高くなり過ぎて好ましくない。また上限を上回ると、変倍時に第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり過ぎレンズ系が大きくなるので好ましくない。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負メニスカスレンズＬ１１の屈折率に関する。また、条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２の最も像面側のレンズＬ２３の屈折率に関する。条件式（３），（４）を満足して屈折率が２．１を超える高屈折率のレンズを用いることにより、像面湾曲等の収差補正が容易となる。また、高屈折率のレンズを用いることで、そのレンズの薄型化を図ることができ、小型化に有利となる。特に、屈曲光学系では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズＬ１１が大きくなりやすいので、そのレンズＬ１１に高屈折率材料のレンズを用いることで、効果的に小型、薄型化を図ることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、小型で良好な光学性能を維持しつつ、各群に適切に樹脂レンズを用いることにより低コスト化が図られたズーム光学系を実現できる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１ないし第５の数値実施例をまとめて説明する。

図６（Ａ），（Ｂ）および図７は、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に図６（Ａ）にはその基本的なレンズデータを示し、図６（Ｂ）および図７にはその他のデータを示す。図６（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２２）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。図６（Ａ）にはまた、諸データとして、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、およびＦナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。

実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内で最も像側のレンズＬ１３と、第２レンズ群Ｇ２内で最も物体側のレンズＬ２１と、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ３１と、第４レンズ群Ｇ４内で最も像側のレンズＬ４３とが樹脂レンズとなっている。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２レンズ群Ｇ２、および第４レンズ群Ｇ４が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ８，Ｄ１３，Ｄ１６，Ｄ２１の値は可変となっている。図６（Ｂ）には、これらの面間隔Ｄ８，Ｄ１３，Ｄ１６，Ｄ２１の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。

図８（Ａ）のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内のレンズＬ１３の両面Ｓ７，Ｓ８と、第２レンズ群Ｇ２内のレンズＬ２１の両面Ｓ９，Ｓ１０と、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ３１の両面Ｓ１４，Ｓ１５と、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ２０，Ｓ２１とがすべて非球面形状となっている。図６（Ａ）の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

図７には実施例１に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

実施例１に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
ＫＡ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次の非球面係数

実施例１に係るズームレンズは、非球面係数Ａ_nとしてＡ₃〜Ａ₁₆までの次数を適宜有効に用いて表されている。

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図９に示す。また同様にして、図３（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１１に示す。また同様にして、図４（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）および図１３に示す。また同様にして、図５（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）および図１５に示す。

なお、実施例２ないし５のいずれのズームレンズについても、実施例１に係るズームレンズと同様の面が非球面形状となっている。また、実施例２、実施例３、および実施例５のズームレンズは、実施例１に係るズームレンズと同様、第１レンズ群Ｇ１内のレンズＬ１３と、第２レンズ群Ｇ２内のレンズＬ２１と、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ３１と、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４３とが樹脂レンズとなっている。実施例４に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内のレンズＬ１３と、第２レンズ群Ｇ２内のレンズＬ２１と、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ３１とが樹脂レンズとなっている。

図１６には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図１６から分かるように、条件式（１），（２）については、各実施例の値がその数値範囲内となっている。条件式（３），（４）については、実施例１のみがその数値範囲内となっている。実施例１は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズＬ１１と第２レンズ群Ｇ２の最も像面側のレンズＬ２３とに条件式（３），（４）を満たすような高屈折率材料のレンズを用いたレンズ系となっている。

図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）（広角端）、および図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）（望遠端）に示す。同様にして、実施例３に係るズームレンズについての諸収差を図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）（広角端）および図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）（望遠端）に、実施例４に係るズームレンズについての諸収差を図２３（Ａ）〜図２３（Ｃ）（広角端）および図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）（望遠端）に、実施例５に係るズームレンズについての諸収差を図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）（広角端）および図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）（望遠端）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、小型で良好な光学性能を維持しつつ、各群に樹脂レンズを適宜有することにより低コスト化が図られたズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

また、本発明は、全体として４群構成のズームレンズに限らず、５群以上のレンズ群を備えたズームレンズにも適用可能である。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。実施例１に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例１に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例２に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例２に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例３に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例３に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例４に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例４に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例５に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例５に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例４に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例４に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例５に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例５に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。屈曲光学系の説明図である。本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す前側外観図である。本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す背面側外観図である。

符号の説明

ＧＣ…光学部材、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、ＬＰ…直角プリズム、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズ群からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は全体として正のパワーを有すると共に、物体側から順に負メニスカスレンズと、光路を９０度折り曲げる反射部材と、正レンズと、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる正レンズとからなり、
前記第２レンズ群は全体として負のパワーを有すると共に、最も物体側に樹脂材よりなる負レンズを有し、
前記第３レンズ群は物体側を凸面とした正レンズを有し、
前記第４レンズ群は全体で正のパワーを有すると共に、少なくとも１面が非球面とされた非球面レンズを有し、
かつ、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
１．０＜│Ｐ１／Ｐ２│＜３．０ ……（１）
０．８＜│ｆ２／ｆｗ│＜１．２ ……（２）
ただし、
Ｐ１：第１レンズ群中の樹脂レンズの焦点距離
Ｐ２：第２レンズ群中の樹脂レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
さらに、以下の条件式を満足している
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
２．１＜Ｎｄ１ ……（３）
ただし、
Ｎｄ１：第１レンズ群の最も物体側の負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率
とする。
さらに、以下の条件式を満足している
ことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
２．１＜Ｎｄ７ ……（４）
ただし、
Ｎｄ７：第２レンズ群の最も像面側のレンズのｄ線に対する屈折率
とする。
前記第４レンズ群の前記非球面レンズは、前記第４レンズ群内で最も像面側に配置され、少なくとも１面を非球面とした正または負のメニスカスレンズである
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の前記正レンズは樹脂材よりなる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群の前記非球面レンズは樹脂材よりなる
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１ないし６のいずれか１項に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た光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。