JP5258317B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明はズームレンズに関し、ビデオカメラ、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置用の撮影レンズとして好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化され、又装置全体が小型化されている。
そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトでしかも高ズーム比のズームレンズであることが要求されている。
これらの要求を満足するズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成る４群ズームレンズが知られている。
このうち、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群にて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行う所謂リアフォーカスタイプの４群ズームレンズが知られている（特許文献１〜４）。
特許２００２−１８２１０９号公報
特開２００２−２８７０２７号公報
特許２０００−８９１１６号公報
特開２０００−２２７５４８号公報
ズームレンズにおいて上述のようなリアフォーカス方式を採用すると、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。しかしその反面、フォーカスの際の収差変動が多くなり、無限遠物点から近距離物体に至る物体距離全体にわたり高い光学性能を得るのが困難になってしまう。
従って、ズームレンズを小型で且つ高ズーム比化するためには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力そして各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要となる。
特に、前述したリアフォーカス式の４群ズームレンズにおいては、第３レンズ群のレンズ構成や全系のバックフォーカスなどを適切に設定することが重要となっている。
本発明は、これらの課題を解決するために、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型の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、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、ズーミングに際して前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が不動のズームレンズであって、ズーミングに際して不動の開口絞りを有し、前記第２レンズ群は１枚以上の負レンズを有し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における空気換算長でのバックフォーカスをｂｆｔ、前記第２レンズ群を構成する１つの負レンズの材料の屈折率をｎｄ２、前記第１レンズ群の最も物体側の第１レンズ面から像面までの距離をＯＡＬ、前記開口絞りから像面までの距離をＯＡＬｓとするとき、
１０．０＜ｆ３／ｆｗ＜２６．０
１．２＜ｂｆｔ／ｆｗ＜３．５
１．９５＜ｎｄ２
２．３≦ＯＡＬ／ＯＡＬｓ＜２．８
なる条件式を満足することを特徴としている。
１０．０＜ｆ３／ｆｗ＜２６．０
１．２＜ｂｆｔ／ｆｗ＜３．５
１．９５＜ｎｄ２
２．３≦ＯＡＬ／ＯＡＬｓ＜２．８
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、高ズーム比としつつ、全ズーム範囲で無限遠物点から近距離物体に至る物体距離全体において高い光学性能が得られる小型なズームレンズが得られる。
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。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群を有している。
ズーミングに際して該第２、第４レンズ群が移動し、該第３レンズ群が不動である。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
図２、図３、図４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５は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６、図７、図８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、望遠端における収差図である。
図９は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０、図１１、図１２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、望遠端における収差図である。
図１３は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１４、図１５、図１６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、望遠端における収差図である。
図１７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）の要部概略図である。
図１８は本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
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、左方が被写体側で、右方が像側（後方）である。
各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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は開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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は開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
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、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。ＦはＦナンバー、ωは撮影半画角である。
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（第２レンズ群Ｌ２）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、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、第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させて変倍を行うと共に、変倍に伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡を有するよう移動させて補正している。
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アフォーカスタイプを採用している。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線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変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。このように第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡とすることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間の空気の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
又、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、矢印Ｆに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。
尚、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３、そして開口絞りＳＰは、ズーミング及びフォーカスの為には光軸方向に移動しない。但し収差補正上必要に応じ移動させても良い。
又、各実施例において第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第４レンズ群Ｌ４の像側に、必要に応じて屈折力のあるレンズ群を配置しても良い。
各実施例では、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における空気換算長でのバックフォーカスをｂｆｔとする。このとき
１０．０＜ｆ３ ／ｆｗ＜２６．０ ・・・（１）
１．２ ＜ｂｆｔ／ｆｗ＜３．５ ・・・（２）
なる条件を満足している。
１０．０＜ｆ３ ／ｆｗ＜２６．０ ・・・（１）
１．２ ＜ｂｆｔ／ｆｗ＜３．５ ・・・（２）
なる条件を満足している。
条件式（１）、（２）は全系が小型で高ズーム比のズームレンズを得るためのものである。
条件式（１）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力の負荷が軽くなり収差補正上は好ましくなる。しかしながらレンズ全長（第１レンズ面から像面までの長さ）を抑えるために第４レンズ群Ｌ４のパワーを大きく（強く）する必要がある。そうするとズーム全域における収差変動を抑えることが困難になってしまう。
加えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなれば第４レンズ群Ｌ４のレンズ有効径が大きくなり、全系が大型化してくる。更に第４レンズ群Ｌ４でフォーカスするときのアクチュエータの負荷が大きくなってくるので好ましくない。
また、条件式（１）の下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなると、正の屈折力の負担が大きくなり良好な光学性能を得るのが難しくなる。
特に広角端において球面収差が悪化してくる。さらに、ズーム全域において収差補正をバランス良く維持するのが困難になってくる。
条件式（２）は、バックフォーカス（ガラスブロックＧ等の屈折力のない光学部材を除去したときの最終レンズ面から像面までの空気換算での距離）の長さを適切に設定するためのものである。
高ズーム比のリアフォーカスタイプにおいては、望遠端において第４レンズ群が最も像面側に位置することになるので、望遠端においてバックフォーカスを必要な長さとなるようにする必要がある。
条件式（２）の上限を超えて、バックフォーカスが長くなりすぎると第１レンズ群Ｌ１から像面までの距離が拡大してしまい第１レンズ群Ｌ１の有効径が増大し、全系の小型化が難しくなる。
さらには、第３レンズ群Ｌ３から第４レンズ群Ｌ４への光束の発散が大きくなり、第４レンズ群Ｌ４の有口径が大型してきて、ズーミングの際の像面補正や合焦を行う際のアクチュエータの負荷が大きくなってくる。
それと同時に第４レンズ群Ｌ４の移動時の収差変動も大きくなる。また、条件式（２）の下限を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎてしまい、光学フィルター等を入れるスペースを確保するのが難しくなる。
条件式（１）、（２）の数値範囲に関しては、それぞれ以下の如く設定すると更に好ましい。
１０．５＜ｆ３／ｆｗ＜２３．０ ・・・（１ａ）
１．５＜ｂｆｔ／ｆｗ＜２．５ ・・・（２ａ）
各実施例では、以上説明したように各レンズ群を構成することにより、ズーム比４０倍程度の高ズーム比を得ている。更にズーム全域で諸収差が良好に補正され、かつＦナンバーが１．６５程度と大口径比のリアフォーカスタイプのズームレンズを実現している。
１．５＜ｂｆｔ／ｆｗ＜２．５ ・・・（２ａ）
各実施例では、以上説明したように各レンズ群を構成することにより、ズーム比４０倍程度の高ズーム比を得ている。更にズーム全域で諸収差が良好に補正され、かつＦナンバーが１．６５程度と大口径比のリアフォーカスタイプのズームレンズを実現している。
本発明の初期の目的とするズームレンズは、以上のような構成を満足することにより実現されるが、更に高ズーム比を維持しつつ光学性能を良好に維持するためには、以下の条件のうち少なくとも１つを満足することが望ましい。
３レンズ群Ｌ３は非球面形状のレンズ面を有する正レンズＧ３ｐを有し、正レンズＧ３ｐの焦点距離をｆ３ａｓｐとする。
第１レンズ群Ｌ１は３枚以上の正レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料の平均アッベ数をνｄ１とする。
２レンズ群Ｌ２は、１枚以上の負レンズを有し、このうち１つの負レンズＧ２ｎの材料の屈折率をｎｄ２とする。
４レンズ群Ｌ４は非球面形状のレンズ面を有する正レンズＧ４ｐを有し、正レンズＧ４ｐの焦点距離をｆ４ａｓｐとする。
望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。
第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の第１レンズ面から像面までの距離をＯＡＬ、開口絞りＳＰから像面までの距離をＯＡＬｓとする。
このとき、
８．０＜ｆ３ａｓｐ／ｆｗ＜３０．０ ・・・・・（３）
５８＜νｄ１ ・・・・・（４）
１．９５＜ｎｄ２ ・・・・・（５）
４．５＜ｆ４ａｓｐ／ｆｗ＜１０ ・・・・・（６）
８．０＜ｆ３ａｓｐ／ｆｗ＜３０．０ ・・・・・（３）
５８＜νｄ１ ・・・・・（４）
１．９５＜ｎｄ２ ・・・・・（５）
４．５＜ｆ４ａｓｐ／ｆｗ＜１０ ・・・・・（６）
２．３≦ＯＡＬ／ＯＡＬｓ＜２．８ ・・・・・（８）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。但し距離ＯＡＬｓは最終レンズ面から像面までの間にパワーのないガラスブロックがないとしたときの値である。
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。但し距離ＯＡＬｓは最終レンズ面から像面までの間にパワーのないガラスブロックがないとしたときの値である。
次の前述の各条件式の技術的意味を説明する。条件式（３）は第３レンズ群Ｌ３中の非球面形状の面を有する正レンズＧ３ｐの焦点距離に関する。
条件式（３）の上限を超えると、正レンズＧ３ｐの屈折力が小さくなり第３レンズ群Ｌ３の小型化が困難になってくる。
また下限を超えて、正レンズＧ３ｐの屈折力が大きくなりすぎると、諸収差、特に球面収差が悪化してくる。さらに、非球面の成形における製造敏感度が高くなり諸収差における敏感度に強く影響してくる。
この結果、非球面の成形に求められる精度が上がり製造が難しくなり、又レンズの組み立てによる精度も厳しくなってくるので好ましくない。
なお非球面形状を有するレンズに関してはガラス材料の他に、ガラス材料より成る球面レンズの面上に樹脂材料で非球面を形成した（非球面成分を乗せた）ハイブリッドタイプのレンズやプラスチック成形の非球面レンズを用いても良い。
条件式（３）の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
１０．０＜ｆ３ａｓｐ／ｆｗ＜２５ ・・・・・（３ａ）
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの材料の平均アッベ数に関する。
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの材料の平均アッベ数に関する。
条件式（４）はズーム全域において軸上色収差を良好に補正するための条件である。条件式（４）の下限を超えるとズーム全域において軸上色収差の補正が不十分なものとなり、特に望遠端における軸上色収差を良好に補正することが困難となる。
条件式（４）の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
６０＜νｄ１ ・・・・・（４ａ）
条件式（５）は第２レンズ群Ｌ２における、負レンズＧ２ｎの材料の屈折率に関する。
条件式（５）は第２レンズ群Ｌ２における、負レンズＧ２ｎの材料の屈折率に関する。
条件式（５）の下限値を超えて負レンズＧ２ｎの材料の屈折率が小さくなると、ペッツバール和が負の方向に大きくなり像面がオーバーとなるため良くない。
条件式（６）は第４レンズ群Ｌ４における非球面形状の面を有する正レンズＧ４ｐの焦点距離に関する。
条件式（６）の上限を超えて、正レンズＧ４ｐの焦点距離が長くなる（パワーが弱まる）と、ズーミングおよびフォーカスによる移動量が大きくなってしまい、全系が大型化してくるので良くない。
条件式（６）の下限を超えて、正レンズＧ４ｐの焦点距離が短くなる（パワーが強まる）と、ズーミングおよびフォーカスに際して球面収差やコマ収差等の変動が大きくなってくるので良くない。
なお非球面形状の面を有するレンズに関してはガラス材料の他に、ガラス材料より成る球面レンズの面上に樹脂材料で非球面を形成した（非球面成分を乗せた）ハイブリッドタイプのレンズやプラスチック成形のレンズを用いても良い。
条件式（６）の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
５．５＜ｆ４ａｓｐ／ｆｗ＜８．５ ・・・・・（６ａ）
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離すなわち屈折力を規定する。条件式（７）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなる（パワーが弱まる）と、所望のズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長及び前玉径が増大してくるので良くない。
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離すなわち屈折力を規定する。条件式（７）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなる（パワーが弱まる）と、所望のズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長及び前玉径が増大してくるので良くない。
また、条件式（７）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなる（パワーが強まる）と、レンズ系全体の小型化には有利となるが、ペッツバール和が負の方向に大きくなってしまい像面がオーバーとなり好ましくない。
条件式（７）の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
条件式（８）はレンズ系の第１レンズ面から像面までの距離と、開口絞りから像面までの距離の比に関する。
条件式（８）の上限を超えると、開口絞りＳＰから像面までの距離が短くなってしまい第４レンズ群Ｌ４でのフォーカスにおいて無限遠物体から至近物体までのフォーカス範囲が限定されてしまい好ましくない。
さらに、開口絞りＳＰから第１レンズ群Ｌ１までの距離が長くなる傾向となり、第１レンズ群Ｌ１の第１レンズＧ１１の有効径が大きくなり小型化が難しくなる。
条件式（８）の下限を超えると、開口絞りＳＰから像面までの距離が長くなる傾向となり、第４レンズ群Ｌ４の有効径が大きく高重量となる。そうすると、リアフォーカスタイプとして第４レンズ群Ｌ４でフォーカスするとき、迅速なフォーカス動作が難しくなる。
条件式（８）の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
２．３≦ＯＡＬ／ＯＡＬｓ＜２．７ ・・・・・（８ａ）
尚第３レンズ群Ｌ３は非球面形状の面を有する１枚の正レンズＧ３ｐから構成するのが良い。
尚第３レンズ群Ｌ３は非球面形状の面を有する１枚の正レンズＧ３ｐから構成するのが良い。
これは、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３において、非球面を使用すると広角端において球面収差を良好に補正するのが容易となる。また非球面を採用することによるレンズ枚数を削減することができる。
このため第３レンズ群Ｌ３を１枚の正レンズＧ３ｐで構成し、第３レンズ群Ｌ３の小型化を図るのが良い。
尚、良好なる収差補正のためにはレンズＧ３ｐに設ける非球面形状を片面だけでなく両面とするのが良い。
又、第３レンズ群Ｌ３を非球面形状の面を有する正レンズＧ３ｐと１つの正レンズの２枚の正レンズで構成しても良く、これによれば諸収差の補正が更に容易になる。
次に各実施例のレンズ構成について説明する。以下、レンズ構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている順に説明する。
実施例１〜４のズームレンズは次のレンズ構成より成っている。
第１レンズ群は物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１と正レンズＧ１２との接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１４より成っている。
これにより、色収差および球面収差を良好に補正している。なお、第１レンズ群の正レンズＧ１２，正レンズＧ１３および正レンズＧ１４においては、色収差をさらに良好なものとするために、商品名Ｓ−ＦＰＬ５１やＳ−ＦＰＬ５３（ＯＨＡＲＡ製）などの超低分散ガラスを使用するのが良い。
第２レンズ群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２と物体側の面が凸形状の正レンズＧ２３との接合レンズより成っている。これによりズーミングに伴う収差変動を良好に補正している。
実施例１〜３では第３レンズ群Ｌ３は正レンズＧ３１より成っている。図１３の実施例４では正レンズＧ３１と正レンズＧ３２より成っている。このとき正レンズ３１の両レンズ面は非球面形状とし、レンズ自体のパワーを大きくしないことにより敏感度を上げることなく収差を効果的に補正している。
非球面形状はレンズ中心からレンズの周辺にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状としている。つまり、正レンズＧ３１のパワーを適切に設定することにより、正レンズＧ３１を両面とも非球面形状として良好に収差を補正している。更に第２レンズ群Ｌ２からの発散光束径を広げることなく（第４レンズ群Ｌ４が大型化しないように）射出している。
また各実施例においては、開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の物体側に設定しているが、これに限らずズーミングにおいて独立に移動させたり、第３レンズ群Ｌ３の中や像面側に設定しても良い。
第４レンズ群は、両凸形状の正レンズＧ４１、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４２と両凸形状の正レンズＧ４３の接合レンズにより成っている。このとき正レンズＧ４１の両レンズ面は非球面形状である。これにより第４レンズ群Ｌ４でフォーカスするときの収差の変動を少なくしている。
以上のように、各実施例によればレンズ全系を小型化し、高ズーム比にも関わらず高い光学性能を有したズームレンズが得られる。
この他、リアフォーカス方式を採用しつつ、ズーム比が４０倍程度と高ズーム比でかつ広角端から望遠端に至るズーム領域全般にわたり、良好なる光学性能を有したズームレンズが得られる。
又、第１レンズ群Ｌ１をズーミングのためには不動としているためメカ機構が簡単となる。
又、ズーム比が約４０倍と高いにも関わらず、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、かつ広角端のＦナンバーが１.６５程度の大口径比のズームレンズが得られる。
次に、各実施例に対応する数値実施例を示す。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は第ｉ番目の面（第ｉ面）の曲率半径、dｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間隔、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。
また、各数値実施例において最も像側の２面は光学ブロックＧに相当する平面である。また、ｋ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは非球面係数である。
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＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ10
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ10
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。
また、例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Ｚ」を意味する。
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。
実施例1
i Ri di Ni νi
1 99.207 1.70 1.80518 25.4
2 41.142 5.45 1.48749 70.2
3 -325.945 0.17
4 43.541 3.40 1.48749 70.2
5 298.330 0.17
6 26.891 3.25 1.60311 60.6
7 65.488 （可変）
8 50.090 0.70 2.00060 25.5
9 5.971 3.51
10 -17.285 0.60 1.58313 59.4
11 7.690 2.80 1.92286 18.9
12 43.001 （可変）
13 （絞り） 1.30
14* 22.573 2.70 1.58313 59.4
15* 215.489 （可変）
16* 15.337 2.70 1.58313 59.4
17* -53.052 0.33
18 123.556 0.60 1.84666 23.8
19 11.628 3.60 1.51742 52.4
20 -15.274 （可変）
21 ∞ 0.30 1.51400 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 0.80 1.54400 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.75 1.49000 70.0
26 ∞
i Ri di Ni νi
1 99.207 1.70 1.80518 25.4
2 41.142 5.45 1.48749 70.2
3 -325.945 0.17
4 43.541 3.40 1.48749 70.2
5 298.330 0.17
6 26.891 3.25 1.60311 60.6
7 65.488 （可変）
8 50.090 0.70 2.00060 25.5
9 5.971 3.51
10 -17.285 0.60 1.58313 59.4
11 7.690 2.80 1.92286 18.9
12 43.001 （可変）
13 （絞り） 1.30
14* 22.573 2.70 1.58313 59.4
15* 215.489 （可変）
16* 15.337 2.70 1.58313 59.4
17* -53.052 0.33
18 123.556 0.60 1.84666 23.8
19 11.628 3.60 1.51742 52.4
20 -15.274 （可変）
21 ∞ 0.30 1.51400 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 0.80 1.54400 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.75 1.49000 70.0
26 ∞
実施例2
i Ri di Ni νi
1 50.493 1.65 1.84666 23.4
2 30.309 5.42 1.51633 64.1
3 294.807 0.20
4 31.866 3.50 1.48749 70.2
5 126.658 0.20
6 37.603 2.73 1.696797 55.5
7 62.948 （可変）
8 76.728 0.70 2.0033 28.3
9 6.529 3.47
10 -22.254 0.60 1.669979 39.3
11 7.455 2.13 1.92286 18.9
12 68.866 （可変）
13 （絞り） 1.11
14* 23.853 1.97 1.583126 59.4
15* -500.000 （可変）
16* 20.088 2.90 1.583126 59.4
17* -49.325 0.35
18 475.741 0.65 1.92286 18.9
19 21.567 3.34 1.603112 60.6
20 -17.600 （可変）
21 ∞ 0.30 1.514 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 1.78 1.544 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.75 1.49 70.0
26 ∞
i Ri di Ni νi
1 50.493 1.65 1.84666 23.4
2 30.309 5.42 1.51633 64.1
3 294.807 0.20
4 31.866 3.50 1.48749 70.2
5 126.658 0.20
6 37.603 2.73 1.696797 55.5
7 62.948 （可変）
8 76.728 0.70 2.0033 28.3
9 6.529 3.47
10 -22.254 0.60 1.669979 39.3
11 7.455 2.13 1.92286 18.9
12 68.866 （可変）
13 （絞り） 1.11
14* 23.853 1.97 1.583126 59.4
15* -500.000 （可変）
16* 20.088 2.90 1.583126 59.4
17* -49.325 0.35
18 475.741 0.65 1.92286 18.9
19 21.567 3.34 1.603112 60.6
20 -17.600 （可変）
21 ∞ 0.30 1.514 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 1.78 1.544 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.75 1.49 70.0
26 ∞
実施例3
i Ri di Ni νi
1 91.145 1.70 1.84666 23.4
2 37.812 5.20 1.51633 64.1
3 -1579.582 0.20
4 39.279 3.76 1.51633 64.1
5 488.340 0.20
6 26.082 2.87 1.69680 55.5
7 55.834 （可変）
8 47.213 0.70 2.00060 25.5
9 6.200 3.49
10 -20.205 0.60 1.69350 53.2
11 7.195 2.96 1.92286 18.9
12 63.590 （可変）
13 （絞り） 0.61
14* 44.069 2.70 1.58313 59.4
15* 2684.252 （可変）
16* 15.178 2.70 1.58313 59.4
17* -57.162 0.35
18 151.323 0.60 1.84666 23.8
19 13.724 3.31 1.60311 60.6
20 -17.477 （可変）
21 ∞ 0.30 1.51400 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 0.80 1.54400 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.70 1.49000 70.0
26 ∞
i Ri di Ni νi
1 91.145 1.70 1.84666 23.4
2 37.812 5.20 1.51633 64.1
3 -1579.582 0.20
4 39.279 3.76 1.51633 64.1
5 488.340 0.20
6 26.082 2.87 1.69680 55.5
7 55.834 （可変）
8 47.213 0.70 2.00060 25.5
9 6.200 3.49
10 -20.205 0.60 1.69350 53.2
11 7.195 2.96 1.92286 18.9
12 63.590 （可変）
13 （絞り） 0.61
14* 44.069 2.70 1.58313 59.4
15* 2684.252 （可変）
16* 15.178 2.70 1.58313 59.4
17* -57.162 0.35
18 151.323 0.60 1.84666 23.8
19 13.724 3.31 1.60311 60.6
20 -17.477 （可変）
21 ∞ 0.30 1.51400 70.0
22 ∞ 1.51
23 ∞ 0.80 1.54400 60.0
24 ∞ 0.60
25 ∞ 0.70 1.49000 70.0
26 ∞
実施例4
i Ri di Ni νi
1 101.610 1.70 1.80518 25.4
2 41.262 5.45 1.48749 70.2
3 -325.945 0.17
4 43.324 3.40 1.48749 70.2
5 759.715 0.17
6 27.052 3.25 1.60311 60.6
7 64.453 （可変）
8 54.592 0.70 2.00060 25.5
9 5.983 3.51
10 -18.302 0.60 1.58313 59.4
11 7.635 2.80 1.92286 18.9
12 40.197 （可変）
13 （絞り） 1.30
14* 37.580 2.69 1.58313 59.4
15* 215.489 0.50
16 22.721 1.47 1.48749 70.2
17 47.528 （可変）
18* 14.960 2.79 1.58313 59.4
19* -52.509 0.33
20 263.451 0.60 1.84666 23.8
21 13.117 3.60 1.51742 52.4
22 -16.817 （可変）
23 ∞ 0.30 1.51400 70.0
24 ∞ 1.51
25 ∞ 0.80 1.54400 60.0
26 ∞ 0.60
27 ∞ 0.75 1.49000 70.0
28 ∞
i Ri di Ni νi
1 101.610 1.70 1.80518 25.4
2 41.262 5.45 1.48749 70.2
3 -325.945 0.17
4 43.324 3.40 1.48749 70.2
5 759.715 0.17
6 27.052 3.25 1.60311 60.6
7 64.453 （可変）
8 54.592 0.70 2.00060 25.5
9 5.983 3.51
10 -18.302 0.60 1.58313 59.4
11 7.635 2.80 1.92286 18.9
12 40.197 （可変）
13 （絞り） 1.30
14* 37.580 2.69 1.58313 59.4
15* 215.489 0.50
16 22.721 1.47 1.48749 70.2
17 47.528 （可変）
18* 14.960 2.79 1.58313 59.4
19* -52.509 0.33
20 263.451 0.60 1.84666 23.8
21 13.117 3.60 1.51742 52.4
22 -16.817 （可変）
23 ∞ 0.30 1.51400 70.0
24 ∞ 1.51
25 ∞ 0.80 1.54400 60.0
26 ∞ 0.60
27 ∞ 0.75 1.49000 70.0
28 ∞
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を図１７を用いて説明する。
図１７において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。
２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。
２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（光学機器）の実施例を図１８を用いて説明する。
図１８において、１０はビデオカメラ本体、１１は実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。
１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録する記録手段である。
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。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
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
ＳＰ 絞り
ＩＰ 結像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
ω 半画角
Ｆ Ｆナンバー
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 結像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
ω 半画角
Ｆ Ｆナンバー
Claims (8)
- 物体側より像側へ順に、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、ズーミングに際して前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が不動のズームレンズであって、ズーミングに際して不動の開口絞りを有し、前記第２レンズ群は１枚以上の負レンズを有し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における空気換算長でのバックフォーカスをｂｆｔ、前記第２レンズ群を構成する１つの負レンズの材料の屈折率をｎｄ２、前記第１レンズ群の最も物体側の第１レンズ面から像面までの距離をＯＡＬ、前記開口絞りから像面までの距離をＯＡＬｓとするとき、
１０．０＜ｆ３／ｆｗ＜２６．０
１．２＜ｂｆｔ／ｆｗ＜３．５
１．９５＜ｎｄ２
２．３≦ＯＡＬ／ＯＡＬｓ＜２．８
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第３レンズ群は非球面形状のレンズ面を有する正レンズを有し、該正レンズの焦点距離をｆ３ａｓｐとするとき、
８．０＜ｆ３ａｓｐ／ｆｗ＜３０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群は、非球面形状のレンズ面を有する１枚の正レンズ又は非球面形状のレンズ面を有する正レンズと球面より成る正レンズの２枚のレンズから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は３枚以上の正レンズを有し、前記第１レンズ群を構成する正レンズの材料の平均アッベ数をνｄ１とするとき、
５８＜νｄ１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第４レンズ群は非球面形状のレンズ面を有する正レンズを有し、該正レンズの焦点距離をｆ４ａｓｐとするとき、
４．５＜ｆ４ａｓｐ／ｆｗ＜１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−０．４０＜ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズとの接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより成り、前記第２レンズ群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズと物体側の面が凸形状の正レンズとの接合レンズより成り、前記第４レンズ群は、両凸形状の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズの接合レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至７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た像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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