JP5450256B2

JP5450256B2 - 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Info

Publication number: JP5450256B2
Application number: JP2010119506A
Authority: JP
Inventors: 伸一三原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: JP2011247998A; US20110292252A1; US8446511B2

Description

本発明は結像光学系それを有する電子撮像装置に関するものである。

近年、撮像素子の高画素数化やデジタル画像処理技術の進展により、銀塩３５ｍｍフィルムカメラからデジタルカメラにとって代わった。また、ファインダーとして用いられる小型の液晶パネルの画素数も増えてきたため、レンズ交換式カメラもいわゆる一眼レフレックス方式からクイックリターンミラーを廃止した新しいコンセプトのカメラに移行しつつある。

さらに、画像処理系のビットレートやフラッシュメモリーなどの記録媒体の容量も桁単位で増加しているため、高画質な動画記録が可能になってきている。一方、高性能な動画機能を搭載しながらカメラシステムを小型化するにはフォーカス駆動部分の軽量化が必要である。

最近では、ズーム光学系におけるフォーカス駆動部分には、極力軽量とするために、径が小さく構成枚数の少ない光学系後部のレンズ群が選ばれる。特に、コンパクトカメラでは１枚のみで構成されている。しかし、無限遠物点から近距離物点に至るまである程度以上の結像性能が要求されるカメラでは特に色収差、コマ収差、メリジオナル像面湾曲の補正が不十分となる。

そこで、フォーカスレンズ群の軽量性を維持しつつ複数枚のレンズ要素で構成するために、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に提案されているような、開口絞りよりも像側のレンズ群が基材レンズに薄い樹脂レンズを接合した１成分で構成されたレンズ群をフォーカスレンズ群として使用することが考えられる。

特開２００７−１０８７０７号公報特開２００７−１０８７１５号公報特開２００８−１９１３０８号公報特開２００８−１９１３１１号公報

しかしながら、この場合、色収差の補正は可能であるが、コマ収差、メリジオナル像面湾曲の補正が依然として不十分のままである。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、レンズ交換式静止画カメラの動画機能の高性能化にともなうフォーカスレンズ群の軽量化と同時に、色収差、コマ収差、メリジオナル像面湾曲が良好に補正された結像光学系を得ること、また、電子撮像装置において、該結像光学系を用いることにより、フォーカスの高速化、消費電力の削減、画像の鮮鋭化などを実現することを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の結像光学系は、
物体側から順に、正の屈折力を有するレンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ２と、開口絞りと、正の屈折力を有するレンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ４とからなり、
変倍時には各レンズ群の空気間隔が可変であり、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズは凸レンズ形状である結像光学系において、
第４レンズ群は１つのレンズ成分からなり、またフォーカス時にも可動であり、以下の条件を満足することを特徴とする。
０．５＜（Ｒ4F＋R4R）／（Ｒ4F−R4R）＜８．０・・・（１）
−１２．０＜（Ｒ4LAF＋R4LAR）／（Ｒ4LAF−R4LAR）＜−２．０・・・（２）
ここで、
Ｒ4Fは第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4Rは第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LAFは第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LARは第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの像側の面の光軸上での曲率半径、
である。

また、本発明の電子撮像装置は、
上述の結像光学系と、
電子撮像素子と、
結像光学系を通じて結像した像を電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、
結像光学系がズームレンズであり、該ズームレンズが、無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
０．７０＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９６ …（１３）
ここで、ｙ₀₇は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたときｙ₀₇＝０．７・ｙ₁₀として表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、fwはズームレンズの広角端における全系の焦点距離である。

本発明によれば、レンズ交換式静止画カメラの動画機能の高性能化にともなうフォーカスレンズ群の軽量化が達成され、さらに色収差・コマ収差・メリジオナル像面湾曲が良好に補正された結像光学系を得ることが出来、また、電子撮像装置において、該結像光学系を用いることにより、フォーカスの高速化、消費電力の削減、画像の鮮鋭化などを実現することが可能となる。

本発明の実施例１にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例２にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例３にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例４にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。デジタルカメラ４０の後方斜視図である。デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。本発明のズーム光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。パソコン３００の側面図である。本発明のズーム光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（a）は携帯電話４００の正面図、（b）は側面図、（c）は撮影光学系４０５の断面図である。

以下に、本発明にかかる結像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。なお、近軸焦点距離が正の値のレンズを正レンズ、近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとする。

本実施形態の結像光学系では、物体側から順に、正の屈折力を有するレンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ２と、開口絞りと、正の屈折力を有するレンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ４とからなり、変倍時には各レンズ群の空気間隔が可変である結像光学系を採用している。

特に第４レンズ群をフォーカスのために移動するレンズ群とし、さらに第４レンズ群を１つのレンズ成分のみで構成する。このことで、フォーカスのために移動するレンズ群の軽量化が可能となる。そして、そのために劣化する収差、特に、コマ収差とメリジオナル像面湾曲を補正するために、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズを凸レンズ形状としていることを特徴とするものである。そしてさらに以下の条件を満足するものである。

０．５＜（Ｒ4F＋Ｒ4R）／（Ｒ4F−Ｒ4R）＜８．０・・・（１）
−１２．０＜（Ｒ4LAF＋Ｒ4LAR）／（Ｒ4LAF−R4LAR）＜−２．０・・・（２）
ここで、
Ｒ4Fは第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4Rは第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LAFは第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LARは第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの像側の面の光軸上での曲率半径、
である。

条件式（１）、（２）のいずれかの範囲を超えると、第３レンズ群の最も像側の空気レンズを凸レンズ形状にしたとしても、フォーカス可能領域全域に亘ったコマ収差、メリジオナル像面湾曲の補正が困難となる。

なお、条件式（１）に代えて、次の条件式（１’）を満足すると、より好ましい。
１．５＜（Ｒ4F＋Ｒ4R）／（Ｒ4F−Ｒ4R）＜５．０・・・（１’）
さらに、条件式（１）に代えて、次の条件式（１”）を満足すると、より一層好ましい。
１．８＜（Ｒ4F＋Ｒ4R）／（Ｒ4F−Ｒ4R）＜４．０・・・（１”）
また、条件式（２）に代えて、次の条件式（２’）を満足すると、より好ましい。
−９．０＜（Ｒ4LAF＋Ｒ4LAR）／（Ｒ4LAF−R4LAR）＜−３．０・・・（２’）
さらに、条件式（２）に代えて、次の条件式（２”）を満足すると、より一層好ましい。
−７．０＜（Ｒ4LAF＋Ｒ4LAR）／（Ｒ4LAF−Ｒ4LAR）＜−４．０・・・（２”）

また、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズを物体側の面の方が強い曲率の凸形状とし、さらに以下の条件を満足するとよい。
−８．０＜（Ｒ3ALF＋Ｒ3ALR）／（Ｒ3ALF−Ｒ3ALR）＜−０．３・・・（３）
ここで、
Ｒ3ALFは第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズの物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ3ALRは第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズの像側の面の光軸上での曲率半径、
である。

条件式（３）の範囲を超えると、条件式（１）（２）を満たしても、フォーカス可能領域全域に亘ったコマ収差、メリジオナル像面湾曲の補正が困難となる。

なお、条件式（３）に代えて、次の条件式（３’）を満足すると、より好ましい。
−６．０＜（Ｒ3ALF＋Ｒ3ALR）／（Ｒ3ALF−R3ALR）＜−０．６・・・（３’）
さらに、条件式（３）に代えて、次の条件式（３”）を満足すると、より一層好ましい。
−４．０＜（Ｒ3ALF＋Ｒ3ALR）／（Ｒ3ALF−Ｒ3ALR）＜−０．９・・・（３”）

また、第４レンズ群Ｇ４は正レンズＬAを含む複数のレンズを接合してなる接合レンズ成分からなり、
横軸をνd、及び縦軸をｎdとする直交座標系において、
ｎd ＝ａ×νd＋ｂ（但し、ａ＝−０．０２６７）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（４）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との２つの領域に、正レンズＬAのｎd及びνdが含まれることを特徴とするものである。

２．００＜ｂ＜２．４０（但し、ｎd＞１．４５） …（４）
νd＜２６．０ …（５）
ここで、
νdは正レンズＬAのアッベ数（ｎd−1）／（ｎF−ｎC）、
ｎd、ｎC、ｎFは正レンズＬAの各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線の屈折率をそれぞれ表す。

条件式（４）の上限値を上回るとペッツバール和の補正が困難になりやすくメリジオナル像面湾曲の補正が行ないにくくなる。
条件式（４）の下限値を下回るとコマ収差の補正が行ないにくくなる。
条件式（５）の上限値を上回ると、フォーカスによる色収差の変動が大きくなりやすい。

なお、条件式（４）に代えて、次の条件式（４’）を満足すると、より好ましい。
２．１０＜ｂ＜２．３３ …（４’）
さらに、条件式（４）に代えて、次の条件式（４”）を満足すると、より一層好ましい。
２．２０＜ｂ＜２．２９ …（４”）

なお、条件式（５）に代えて、次の条件式（５’）を満足すると、より好ましい。
νd＜２５．０ …（５’）
さらに、条件式（５）に代えて、次の条件式（５”）を満足すると、より一層好ましい。
νd＜２４．２ …（５”）

また、第４レンズ群Ｇ４は正レンズＬAを含む複数のレンズを接合してなる接合レンズ成分からなり、
横軸をνd、及び縦軸をθgFとする直交座標系において、
θgF＝α×νd＋β（但し、α＝−０．００５６６）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（６）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、第４レンズ群Ｇ４に含まれる正レンズＬAのθgF及びνdが含まれることを特徴とするものである。

０．７２００＜β＜０．８３００ …（６）
νd＜２６ …（５）
ここで、
θgFは正レンズＬAの部分分散比（ｎg−ｎF）／（ｎF−ｎC）、
νdは正レンズＬAのアッベ数（ｎd−1）／（ｎF−ｎC）、
ｎd、ｎC、ｎF、ｎgは正レンズＬAの各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率、
である。

条件式（６）の上限値を上回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる倍率色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｇ線の倍率色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に鮮鋭さを確保しづらい。

条件式（６）の下限値を下回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる軸上色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｇ線の軸上色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に鮮鋭さを確保しづらい。

なお、条件式（６）に代えて、次の条件式（６’）を満足すると、より好ましい。
０．７４００＜β＜０．８２００ …（６’）
さらに、条件式（６）に代えて、次の条件式（６”）を満足すると、より一層好ましい。
０．７５８０＜β＜０．８１００ …（６”）

また、直交座標とは別の、横軸をνd、及び縦軸をθhgとする直交座標系において、
θhg＝αhg×νd＋βhg（但し、αhg＝−０．００８３４）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（７）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、第４レンズ群Ｇ４に含まれる正レンズＬAのθhg及びνdが含まれることを特徴とするものである。

０．７６００＜βhg＜０．９０００ …（７）
νd＜２６ …（５）
ここで、
θhgは正レンズＬAの部分分散比（ｎh−ｎg）／（ｎF−ｎC）、
ｎhは正レンズＬAのｈ線の屈折率、
である。

条件式（７）の上限値を上回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる倍率色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｈ線の倍率色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。

条件式（７）の下限値を下回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる軸上色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｈ線の軸上色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。

なお、条件式（７）に代えて、次の条件式（７’）を満足すると、より好ましい。
０．７６５０＜βhg＜０．８７００ …（７’）
さらに、条件式（７）に代えて、次の条件式（７”）を満足すると、より一層好ましい。
０．７６８０＜βhg＜０．８６２０ …（７”）

また、第４レンズ群Ｇ４は正レンズＬAと負レンズＬBの２つのレンズのみを接合して構成するのが良い。

また、近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足するのがよい。
０．０００≦θgF（ＬA）−θgF（ＬB）≦０．２００ …（８）
ここで、
θgF（ＬA）はレンズＬAの部分分散比（ｎg−ｎF）／（ｎF−ｎC）、
θgF（ＬB）は接合される相手のレンズＬBの部分分散比（ｎg−ｎF）／（ｎF−ｎC）、
である。

条件式（８）の上限値を上回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる倍率色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｇ線の倍率色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に鮮鋭さを確保しづらい。

条件式（８）の下限値を下回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる軸上色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｇ線の軸上色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に鮮鋭さを確保しづらい。

また、上記条件式（８）に代えて、（８’）を満足するのがより望ましい。
０．０５０≦θgF（ＬA）−θgF（ＬB）≦０．１５０ …（８’）
さらに、上記条件式（８）に代えて、（８”）を満足すると最も良い。
０．０６５≦θgF（ＬA）−θgF（ＬB）≦０．１３０ …（８”）

また、近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足するのがよい。
０．０００≦θhg（ＬA）−θhg（ＬB）≦０．３００ …（９）
ここで、
θhg（ＬA）はレンズＬAの部分分散比（ｎh−ｎg）／（ｎF−ｎC）、
θhg（ＬB）は接合される相手のレンズＬBの部分分散比（ｎh−ｎg）／（ｎF−ｎC）、
である。

条件式（９）の上限値を上回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる倍率色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｈ線の倍率色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。

条件式（９）の下限値を下回る硝材を用いた場合、二次スペクトルによる軸上色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをしたときのｈ線の軸上色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、同様に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。

また、上記条件式（９）に代えて、（９’）を満足するのがより望ましい。
０．１００≦θhg（ＬA）−θhg（ＬB）≦０．２５０ …（９’）
さらに、上記条件式（９）に代えて、（９”）を満足すると最も良い。
０．１０５≦θhg（ＬA）−θhg（ＬB）≦０．２１０ …（９”）

また、近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足するのがよい。
νd（ＬA）−νd（ＬB）≦−１５ …（１０）
ここで、
νd（ＬA）はレンズＬAのアッベ数（ｎd−１）／（ｎF−ｎC）、
νd（ＬB）は接合される相手のレンズＬBのアッベ数（ｎd−１）／（ｎF−ｎC）、
である。

条件式（１０）の上限値を上回ると、フォーカスによる色収差の変動が大きくなりやすい。

ところで、ここで無限遠物体を歪曲収差がない光学系で結像したとする。この場合、結像した像に歪曲がないので、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω ・・・（１１）
が成立する。
ここで、ｙは像点の光軸からの高さ、ｆは結像系の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。

一方、光学系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω ・・・（１２）
となる。つまり、ｆとｙとを一定の値とするならば、ωは大きな値となる。

そこで、電子撮像装置には、特に広角端近傍の焦点距離において、意図的に大きな樽型の歪曲収差を有した光学系を用いるのが良い。この場合、歪曲収差を補正しなくて済む分だけ、光学系の広画角化が達成できる。

ただし、物体の像は、樽型の歪曲収差を有した状態で電子撮像素子上に結像する。そこで、電子撮像装置では、電子撮像素子で得られた画像データを、画像処理で加工するようにしている。この加工では、樽型の歪曲収差を補正するように、画像データ（画像の形状）を変化させる。

このようにすれば、最終的に得られた画像データは、物体とほぼ相似の形状を持つ画像データとなる。よって、この画像データに基づいて、物体の画像をＣＲＴやプリンターに出力すればよい。

ここで、結像光学系には、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式（１３）を満足するものを採用するのがよい。
０．７０＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９６ …（１３）
ここで、ｙ₀₇は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたときｙ₀₇＝０．７・ｙ₁₀として表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、fwはズームレンズの広角端における全系の焦点距離である。

条件式（１３）はズーム広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。条件式（１３）を満足すれば、光学系を肥大化させずに、広い画角の情報を取り込むことが可能となる。なお、樽型に歪んだ像は撮像素子にて光電変換されて、樽型に歪んだ画像データとなる。

樽型に歪んだ画像データは、電子撮像装置の信号処理系である画像処理手段にて、電気的に、像の形状変化に相当する加工が施される。このようにすれば、最終的に画像処理手段から出力された画像データを表示装置にて再生したとしても、歪曲が補正されて被写体形状にほぼ相似した画像が得られる。

ここで、条件式（１３）の上限値を上回る場合であって、特に、１に近い値をとると、歪曲収差が光学的に良く補正された画像が得られる。そのため、画像処理手段で行う補正が小さくてすむ。しかしながら、光学系の小型化を維持しながら、光学系を広画角化することが困難となる。

一方、条件式（１３）の下限値を下回ると、光学系の歪曲収差による画像歪みを画像処理手段で補正した場合に、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし率が高くなりすぎる。その結果、撮像で得た画像において、画像周辺部の鮮鋭度の劣化が目立つようになってしまう。

このように、条件式（１３）を満足することにより、光学系の小型化と広角化（歪曲込みの垂直方向の画角を３８°以上にする）とが可能となる。

なお、条件式（１３）に代えて、次の条件式（１３’）を満足すると、より好ましい。
０．８０＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９５ …（１３’）
さらに、条件式（１３）に代えて、次の条件式（１３”）を満足すると、より一層好ましい。
０．８４＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９４ …（１３”）

ここで、硝材とは、ガラス、樹脂等のレンズ材料のことをいう。また、接合レンズには、これらの硝材から適宜選択されたレンズが用いられる。

また、接合レンズは、光軸中心厚の薄い第一のレンズと第二のレンズとを有し、第一のレンズが条件式（１）、及び（２）、あるいは（３）及び（２）を満足することが好ましい。このようにすると、各収差の更なる補正効果の向上や、レンズ群の更なる薄型化が期待できる。

また、接合レンズは、複合レンズであることが望ましい。複合レンズは、第二のレンズ表面に第一のレンズとして樹脂を密着硬化させることで実現できる。接合レンズを複合レンズにすることで、製造精度を向上させることができる。複合レンズ製造方法としては成形がある。成形では、第二のレンズに対して第一のレンズ材料（例えばエネルギー硬化型透明樹脂など）を接触させて、第一のレンズ材料を第二のレンズにじかに密着させる方法がある。この方法は、レンズ要素を薄くするのには極めて有効な方法である。

また、接合レンズを複合レンズにする場合、第二のレンズ表面に第一のレンズとしてガラスを密着硬化させてもよい。ガラスは樹脂比べて、耐光性、耐薬品性等の耐性の面で有利である。この場合、第一のレンズ材料の特性としては、第二のレンズ材料よりも融点、転移点が低いことが必要である。複合レンズ製造方法としては成形がある。成形では、第二のレンズに対して第一のレンズ材料を接触させて、第一のレンズ材料を第二のレンズにじかに密着させる方法がある。この方法は、レンズ要素を薄くするのには極めて有効な方法である。

なお、エネルギー硬化型透明樹脂の例として、紫外線硬化型樹脂がある。また、第一のレンズが樹脂の場合とガラスの場合のいずれにおいても、基材となる側のレンズにはあらかじめコーティングなど表面処理がなされていてもかまわない。また、第二のレンズの方が薄い場合には、第二のレンズのほうを第一のレンズに対して密着させても良い。

また、結像光学系内にプリズムを配置するのが好ましい。このプリズムは、光学系の光路を屈曲するために用いられる。特に結像光学系がズームレンズの場合、光学系の奥行き寸法を薄くする（全長を短くする）ことができる。このプリズムは、特に物体側から最初の正のレンズ群、もしくは負のレンズ群に配置することが好ましい。

また、レンズＬAは以下の条件式（１４）を満足するとよい。
１．５８＜ｎd＜１．７６ …（１４）
ここで、ｎdはレンズＬAの媒質の屈折率である。
条件式（１４）を満足すると、球面収差の補正や非点収差の補正が良好に行える。

なお、条件式（１４）に代えて、次の条件式（１４'）を満足すると、より好ましい。
１．６２＜ｎd＜１．７２ …（１４'）
さらに、条件式（１４）に代えて、次の条件式（１４”）を満足すると、より一層好ましい。
１．６３＜ｎd＜１．６８ …（１４”）

また、結像光学系はズームレンズであり、変倍時には各レンズ群同士の光軸上における相対的間隔が変化するのが好ましい。なお、上記の接合レンズは、このような結像光学系（ズームレンズ）に適用したほうが良い。

また、接合レンズにレンズＬAを用いる場合、レンズＬAはレンズＬBと接合することになる。このとき、レンズＬAの光軸中心厚は、レンズＬBに比べて薄くするのが好ましい。そして、レンズＬAの光軸中心厚ｔ１が、次の条件式（１５）を満足することが好ましい。
０．３＜ｔ１＜１．５ …（１５）

上記条件式を満足することで、光学系の小型化が実現できる。また、このレンズＬAを成形によって得る場合、安定した成形が行える。

なお、条件式（１５）に代えて、次の条件式（１５’）を満足すると、より好ましい。
０．４＜ｔ１＜１．２ …（１５’）
さらに、条件式（１５）に代えて、次の条件式（１５”）を満足すると、より一層好ましい。
０．５＜ｔ１＜１．０ …（１５”）

なお、レンズＬAは、少なくとも一方の面が非球面であるのがよい。

動画機能を有するレンズ交換式静止画カメラ用結像光学系に、以上述べた本発明の条件式や構成上の特徴を、個々に満足あるいは備えることにより、結像光学系のフォーカスレンズ群の軽量化が達成され、さらに色収差・コマ収差・メリジオナル像面湾曲が良好に補正出来、また、電子撮像装置において、該結像光学系を用いることにより、フォーカスの高速化、消費電力の削減、画像の鮮鋭化などを実現することが可能となる。

（実施例）
以下、ズームレンズに関する４つの実施例を示す。

本発明の実施例１にかかるズームレンズについて説明する。図１は本発明の実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図２は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。また、ＦＩＹは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。

図３は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差（縦収差）ＤＺＹを示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＬＰＦはローパスフィルター、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

負メニスカスレンズＬ１１はレンズＬB、正メニスカスレンズＬ１２はレンズＬAに対応する。

広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は固定している。第２レンズ群Ｇ２は、像面側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズＬ４の物体側の面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ８の像側の面と、の４面に設けられている。

本発明の実施例２にかかるズームレンズについて説明する。図４は本発明の実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図５は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

図６は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差（縦収差）ＤＺＹを示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例２のズームレンズは、図４に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸正レンズＬ２との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７との接合レンズと、両凸正レンズＬ８と、両凹負レンズＬ９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズＬ４の物体側の面と、第３レンズ群Ｇ３の物体側の両凸正レンズＬ６の物体側の面と、両凸正レンズＬ８の両面と、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ１２の像側の面と、の５面に設けられている。

本発明の実施例３にかかるズームレンズについて説明する。図７は本発明の実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図８は実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

図９は実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差（縦収差）ＤＺＹを示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例３のズームレンズは、図７に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凹負レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凹負レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１との接合レンズで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

負メニスカスレンズＬ１０はレンズＬB、正メニスカスレンズＬ１１はレンズＬAに対応する。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の負メニスカスレンズＬ４の物体側の面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の物体側の面と、物体側の両凸正レンズＬ７の両面と、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ１１の像側の面と、の５面に設けられている。

本発明の実施例４にかかるズームレンズについて説明する。図１０は本発明の実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図１１は実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

図１２は実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における軸外光束のコマ収差（縦収差）ＤＺＹを示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例４のズームレンズは、図１０に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有している。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の負メニスカスレンズＬ４の物体側の面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の物体側の面と、両凸正レンズＬ７の両面と、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ１１の像側の面と、の５面に設けられている。

次に、上記各実施例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、Ｄ０は物体から第１面までの距離をそれぞれ表している。また、＊は非球面を示している。

また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｈにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式（ＩＩ）で表される。
ｚ＝（ｈ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰ …（ＩＩ）
また、Ｅは１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 55.9710 1.5000 1.92286 18.90 20.000
2 49.4676 3.7352 1.80400 46.57 16.883
3 143.9824 可変 15.869
4 90.1274 1.5053 1.84666 23.78 14.000
5 13.8963 7.4674 10.710
6* -40.0282 1.1523 1.69350 53.20 10.478
7 26.4226 0.4177 10.428
8 24.4014 4.8612 1.84666 23.78 10.688
9 -79.3088 可変 10.591
10(絞り) ∞ 可変 4.670
11* 18.0936 2.7323 1.82080 42.71 7.000
12* 165.5978 4.2202 7.022
13 22.9053 1.3929 1.84666 23.78 7.204
14 10.6875 4.1457 1.49700 81.54 6.847
15* -83.1506 0.1000 6.886
16 92.4799 0.5700 1.80000 29.84 6.910
17 20.7081 2.1302 6.904
18 39.8829 3.9655 1.78590 44.20 7.402
19 -62.6006 可変 7.614
20 97.2996 1.0000 1.83481 42.71 7.692
21 21.3586 1.0000 1.63547 22.84 7.661
22 31.8237 可変 7.676
23 ∞ 4.2000 1.51633 64.14 12.000 ＊フィルター
24 ∞ 1.9766 12.000
像面（撮像面）∞

非球面データ
第６面
K=1.0000
A2=0.0000E+00,A4=2.7466E-06,A6=3.4652E-09,A8=-1.1234E-10,A10=0.0000E+00
第１１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.0116E-05,A6=-1.6004E-07,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第１２面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.3060E-05,A6=-1.8591E-07,A8=4.2386E-10,A10=0.0000E+00
第１５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=7.3875E-05,A6=2.5574E-07,A8=-1.2551E-09,A10=0.0000E+00

各種データ

広角中間望遠
焦点距離 14.28058 24.22973 40.65127
ＦＮＯ． 3.4824 3.8174 5.7579
画角２ω 81.7° 48.4° 29.4°
像高 10.8 10.8 10.8
レンズ全長 99.2172 99.2111 99.2092
d3 0.99972 12.80797 16.15066
d9 25.10689 6.78556 3.41673
d10 10.33688 11.54172 1.50036
d19 1.19364 1.18790 1.18619
d22 13.50750 18.80782 28.88126

レンズ始面焦点距離
1 1 114.05985
2 4 -22.84630
3 11 21.20477
4 20 -48.55991

〔硝材屈折率テーブル〕・・・本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L12 1.635473 1.627801 1.655618 1.673790 1.690480
L4 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L6 1.820800 1.815070 1.834290 1.845133 1.854335
L13 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L8 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L10 1.785896 1.780584 1.798364 1.808375 1.816868
L11 1.834807 1.828975 1.848520 1.859547 1.868911
L2 1.804000 1.798815 1.816080 1.825698 1.833800
L9 1.800000 1.792237 1.819043 1.835170 1.849510
L1 1.922860 1.909158 1.957996 1.989713 2.019763
L3,L5,L7 1.846660 1.836488 1.872096 1.894186 1.914294

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 89.3405 1.5000 1.94595 17.98 20.000
2 70.7392 4.5000 1.69680 55.53 17.371
3 -941.2812 可変 16.110
4 2092.0128 1.2000 1.83481 42.71 14.000
5 15.9497 6.3742 11.139
6* -304.5423 1.1000 1.69350 53.20 10.840
7 37.4086 0.8222 10.639
8 26.1684 3.5000 1.84666 23.78 10.779
9 151.1493 可変 10.536
10(絞り) ∞ 可変 4.531
11* 21.4719 3.0000 1.76802 49.24 6.700
12 -86.6030 1.0000 1.84666 23.78 6.796
13 126.7776 5.8273 6.881
14* 17.9813 5.0000 1.49700 81.54 8.023
15* -19.2416 0.2000 7.974
16 -156.6800 1.0000 1.80000 29.84 7.650
17 16.7907 2.3000 7.368
18 31.1241 2.0000 1.80610 40.92 7.731
19 910.8764 可変 7.737
20 63.7665 1.0000 1.80610 40.92 7.771
21 16.1697 1.0000 1.67412 20.10 7.661
22* 25.6730 可変 7.659
23 ∞ 4.2000 1.51633 64.14 12.000 ＊フィルター
24 ∞ 1.9845 12.000
像面（撮像面）∞

非球面データ
第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.5976E-07,A6=-1.7971E-08,A8=8.0384E-11,A10=0.0000E+00
第１１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-5.9689E-06,A6=-4.7338E-08,A8=-1.5467E-10,A10=1.1302E-12
第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-4.8253E-05,A6=-5.6030E-08,A8=-4.4899E-10,A10=0.0000E+00
第１５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=8.5204E-05,A6=-3.5979E-07,A8=8.8359E-10,A10=0.0000E+00
第２２面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.1364E-06,A6=1.0987E-07,A8=4.0071E-10,A10=0.0000E+00

各種データ

広角中間望遠
焦点距離 14.27926 24.22818 40.64942
ＦＮＯ． 3.5210 3.6928 5.7579
画角２ω 84.1 47.8 29.1
像高 10.8 10.8 10.8
レンズ全長 99.0949 99.1710 99.0925
d3 1.05836 12.42282 16.86721
d9 26.03096 4.86906 3.51074
d10 9.89578 13.84712 1.52108
d19 1.41294 1.11656 2.23423
d22 13.18859 19.38467 27.44140

レンズ始面焦点距離
1 1 127.95824
2 4 -23.62532
3 11 21.02515
4 20 -46.58408

〔硝材屈折率テーブル〕・・・本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L12 1.674117 1.665099 1.698643 1.721956 1.745200
L1 1.945950 1.931230 1.983830 2.018254 2.051063
L4 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L6 1.768020 1.763310 1.778910 1.787509 1.794710
L13 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L8 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L10,L11 1.806098 1.800248 1.819945 1.831173 1.840781
L3 1.834807 1.828975 1.848520 1.859547 1.868911
L2 1.696797 1.692974 1.705522 1.712339 1.718005
L9 1.800000 1.792237 1.819043 1.835170 1.849510
L5,L7 1.846660 1.836488 1.872096 1.894186 1.914294

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 83.1725 1.5000 1.94595 17.98 20.000
2 64.2611 4.5000 1.69680 55.53 16.207
3 -3.540E+04 可変 14.885
4 -1705.6554 1.2000 1.79952 42.22 14.000
5 14.8599 5.3066 11.070
6* 46.5893 1.1000 1.69350 53.20 10.992
7 21.5202 2.2170 10.591
8 24.7470 3.5000 1.84666 23.78 10.732
9 92.1471 可変 10.442
10(絞り) ∞ 可変 4.623
11* 17.8917 2.4000 1.76802 49.24 7.100
12 29.4476 4.1144 7.078
13* 10.4931 6.0000 1.49700 81.54 8.188
14* -16.5180 0.0826 7.966
15 -52.0740 1.0000 1.80000 29.84 7.564
16 13.8317 3.5271 7.077
17 83.9594 2.2000 1.77250 49.60 7.541
18 -45.3905 可変 7.653
19 42.5129 1.0000 1.77250 49.60 7.756(LB)
20 14.4299 1.0000 1.63387 23.38 7.603(LA)
21* 21.7322 可変 7.599
22 ∞ 4.2000 1.51633 64.14 12.000 ＊フィルター
23 ∞ 1.9140 12.000
像面（撮像面）∞

非球面データ
第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.9265E-05,A6=-6.2937E-09,A8=4.6374E-10,A10=0.0000E+00
第１１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=3.2099E-05,A6=-1.3503E-07,A8=-3.0828E-09,A10=3.2740E-11
第１３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.4389E-04,A6=-3.7673E-07,A8=-1.0129E-09,A10=0.0000E+00
第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.7473E-04,A6=-1.1789E-06,A8=1.0866E-08,A10=0.0000E+00
第２１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.1147E-07,A6=1.2507E-07,A8=-6.9935E-10,A10=0.0000E+00

各種データ

広角中間望遠
焦点距離 14.28613 24.22181 40.64610
ＦＮＯ． 3.4631 3.7093 5.7579
画角２ω 80.2 47.1 28.9
像高 10.8 10.8 10.8
レンズ全長 98.8873 99.3953 99.0035
d3 0.68512 12.40038 17.47148
d9 25.88780 4.96713 3.51471
d10 10.85526 14.37143 1.41718
d18 1.77452 0.88219 2.12217
d21 12.92301 20.02770 27.66855

レンズ始面焦点距離
1 1 132.46329
2 4 -24.55536
3 11 21.63266
4 19 -49.87196

〔硝材屈折率テーブル〕・・・本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L1 1.945950 1.931230 1.983830 2.018254 2.051063
L4 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L6 1.768020 1.763310 1.778910 1.787509 1.794710
L11 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L12 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L7 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L3 1.799516 1.793879 1.812814 1.823553 1.832706
L9,L10 1.772499 1.767798 1.783374 1.791971 1.799174
L2 1.696797 1.692974 1.705522 1.712339 1.718005
L8 1.800000 1.792237 1.819043 1.835170 1.849510
L5 1.846660 1.836488 1.872096 1.894186 1.914294

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 87.9659 1.5000 1.94595 17.98 20.000
2 66.4601 4.5000 1.69680 55.53 16.200
3 -428.6745 可変 14.981
4 -364.1506 1.2000 1.78590 44.20 14.000
5 14.9636 5.0888 11.012
6* 78.2509 1.1000 1.69350 53.20 10.938
7 25.3889 1.9268 10.607
8 24.5062 3.5000 1.84666 23.78 10.787
9 98.7596 可変 10.514
10(絞り) ∞ 可変 4.420
11* 19.8482 3.2676 1.49700 81.54 6.700
12 259.8129 3.9935 6.942
13* 18.9961 5.1811 1.76802 49.24 7.977
14* -78.3736 0.4461 7.559
15 99.0960 1.0701 1.92286 20.88 7.423
16 16.4313 3.9836 7.127
17 -1887.2477 2.2000 1.71999 50.23 7.644
18 -29.1973 可変 7.792
19 33.6509 1.0000 1.77250 49.60 7.881
20 13.4328 1.0000 1.63296 24.01 7.656
21* 18.8235 可変 7.646
22 ∞ 4.2000 1.51633 64.14 12.000 ＊フィルター
23 ∞ 1.9417 12.000
像面（撮像面）∞

非球面データ
第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.2138E-05,A6=-2.0543E-08,A8=4.2477E-10,A10=0.0000E+00
第１１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-5.6167E-06,A6=2.7152E-07,A8=-6.8425E-09,A10=4.1818E-11
第１３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-9.4955E-09,A6=-1.9916E-07,A8=5.9709E-09,A10=0.0000E+00
第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=7.6263E-05,A6=-4.0382E-07,A8=9.1001E-09,A10=0.0000E+00
第２１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.5568E-06,A6=-2.3766E-08,A8=4.9965E-10,A10=0.0000E+00

各種データ

広角中間望遠
焦点距離 14.27990 24.23676 40.64780
ＦＮＯ． 3.6168 3.7115 5.7579
画角２ω 81.3 46.6 28.7
像高 10.8 10.8 10.8
レンズ全長 98.8106 99.5647 99.0221
d3 0.62682 12.15692 17.77090
d9 26.61258 4.23361 3.50320
d10 9.53901 15.13554 1.38514
d18 1.87659 0.78920 1.96342
d21 13.05636 20.08762 27.28711

レンズ始面焦点距離
1 1 116.04389
2 4 -24.00002
3 11 21.61328
4 19 -49.44081

〔硝材屈折率テーブル〕・・・本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L11 1.632960 1.625570 1.651930 1.668330 1.683330
L8 1.922860 1.910380 1.954570 1.982810 2.009196
L1 1.945950 1.931230 1.983830 2.018254 2.051063
L4 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L7 1.768020 1.763310 1.778910 1.787509 1.794710
L12 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L6 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L3 1.785896 1.780584 1.798364 1.808375 1.816868
L10 1.772499 1.767798 1.783374 1.791971 1.799174
L9 1.719995 1.715670 1.730004 1.737917 1.744546
L2 1.696797 1.692974 1.705522 1.712339 1.718005
L5 1.846660 1.836488 1.872096 1.894186 1.914294

以下、各実施例の条件式の値を掲げる。

実施例１実施例２実施例３実施例４
ｆw(広角端) 14.281 14.279 14.286 14.280
ｆs( 中間 ) 24.230 24.228 24.222 24.237
ｆt(望遠端) 40.651 40.649 40.646 40.648
半画角ωw(広角端) 40.9 42.1 40.1 41.7
半画角ωs( 中間 ) 24.2 23.9 23.6 23.3
半画角ωt(望遠端) 14.7 14.6 14.5 14.4
ｙ10 10.8 10.8 10.8 10.8
(Ｒ4F＋R4R)/(Ｒ4F-R4R) 1.972 2.348 3.092 3.539
(Ｒ4LAF＋R4LAR)/(Ｒ4LAF-R4LAR) -5.082 -4.403 -4.952 -5.984
(Ｒ3ALF＋R3ALR)/(Ｒ3ALF-R3ALR) -3.160 -3.343 -1.394 -0.983
ｎd 1.63547 1.67412 1.63387 1.63296
b 2.2453 2.2108 2.2581 2.2740
θgF〔=θgF(LA)〕 0.6533 0.6950 0.6684 0.6222
β 0.7826 0.8088 0.8007 0.7581
νd〔=νd(LA)〕 22.84 20.10 23.38 24.01
θhg〔=θhg(LA)〕 0.6218 0.6927 0.6476 0.5690
βhg 0.8123 0.8603 0.8425 0.7692
θgF〔=θgF(LB)〕 0.5645 0.5703 0.5523 0.5523
νd〔=νd(LB)〕 42.71 40.92 49.60 49.60
θhg〔=θhg(LB)〕 0.4790 0.4881 0.4624 0.4624
θgF(ＬA)-θgF(ＬB) 0.0888 0.1247 0.1161 0.0699
θhg(ＬA)-θhg(ＬB) 0.1428 0.2046 0.1852 0.1066
νd(ＬA)-νd(ＬB) -19.87 -20.82 -26.22 -25.59
ｙ07 7.56 7.56 7.56 7.56
ｔａｎω07w 0.56726 0.57875 0.56124 0.56728
ｙ07/(ｆｗ・ｔａｎω07w) 0.933 0.915 0.943 0.933

さて、以上のような本発明の結像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１３〜図１５に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。

デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズ４８を通して撮影が行われる。

撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。

次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１６〜図１８に示す。図１６はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１７はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１８は図１６の側面図である。図１６〜図１８に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。

ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。

この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、例えば実施例１のズームレンズからなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。

鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター３０２に表示される。図１６には、その一例として、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。

次に、本発明の結像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図１９に示す。図１９（a）は携帯電話４００の正面図、図１９（b）は側面図、図１９（c）は撮影光学系４０５の断面図である。図１９（a）〜（c）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。

ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行うためのものである。

ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。

鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。

なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

以上のように、本発明は、レンズ交換式静止画カメラの動画機能の高性能化にともなうフォーカスレンズ群の軽量化と同時に、色収差、コマ収差、メリジオナル像面湾曲が良好に補正された光学系や、この結像光学系を用いることにより、フォーカスの高速化、消費電力の削減、画像の鮮鋭化などをできる電子撮像装置に有用である。

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〜Ｌ１２各レンズ
ＬＰＦローパスフィルタ
ＣＧカバーガラス
Ｉ撮像面
Ｅ観察者の眼球
４０デジタルカメラ
４１撮影光学系
４２撮影用光路
４３ファインダー光学系
４４ファインダー用光路
４５シャッター
４６フラッシュ
４７液晶表示モニター
４８ズームレンズ
４９ＣＣＤ
５０撮像面
５１処理手段
５３ファインダー用対物光学系
５５ポロプリズム
５７視野枠
５９接眼光学系
６６フォーカス用レンズ
６７結像面
１００対物光学系
１０２カバーガラス
１６２電子撮像素子チップ
１６６端子
３００パソコン
３０１キーボード
３０２モニター
３０３撮影光学系
３０４撮影光路
３０５画像
４００携帯電話
４０１マイク部
４０２スピーカ部
４０３入力ダイアル
４０４モニター
４０５撮影光学系
４０６アンテナ
４０７撮影光路

Claims

物体側から順に、
正の屈折力を有するレンズ群Ｇ１と、
負の屈折力を有するレンズ群Ｇ２と、
開口絞りと、
正の屈折力を有するレンズ群Ｇ３と、
負の屈折力を有するレンズ群Ｇ４と、からなり、
変倍時には各レンズ群の空気間隔が可変であり、前記第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズは凸レンズ形状である結像光学系において、
前記第４レンズ群は１つのレンズ成分からなり、またフォーカス時にも可動であり、以下の条件を満足することを特徴とする結像光学系。
０．５＜（Ｒ4F＋Ｒ4R）／（Ｒ4F−Ｒ4R）＜８．０・・・（１）
−１２．０＜（Ｒ4LAF＋Ｒ4LAR）／（Ｒ4LAF−Ｒ4LAR）＜−２．０・・・（２）
ここで、
Ｒ4Fは前記第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4Rは前記第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LAFは前記第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ4LARは前記第４レンズ群Ｇ４に接合されている正レンズLAの像側の面の光軸上での曲率半径、
である。
前記第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズを物体側の面の方が強い曲率の凸形状とし、さらに以下の条件を満足することを特徴とする請求項１の結像光学系。
−８．０＜（Ｒ3ALF＋Ｒ3ALR）／（Ｒ3ALF−Ｒ3ALR）＜−０．３・・・（３）
ここで、
Ｒ3ALFは前記第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズの物体側の面の光軸上での曲率半径、
Ｒ3ALRは前記第３レンズ群Ｇ３の最も像側の空気レンズの像側の面の光軸上での曲率半径、
である。
前記第４レンズ群Ｇ４は、正レンズＬAを含む複数のレンズを接合してなる接合レンズ成分からなり、
横軸をνd、及び縦軸をｎdとする直交座標系において、
ｎd＝ａ×νd＋ｂ（但し、ａ＝−０．０２６７）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（４）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との２つの領域に、前記正レンズＬAのｎd及びνdが含まれることを特徴とする請求項１または２の結像光学系。
２．００＜ｂ＜２．４０（但し、ｎd＞１．４５） …（４）
νd＜２６．０ …（５）
ここで、
νdは前記正レンズＬAのアッベ数（ｎdA−1）／（ｎFA−ｎCA）、
ｎdA、ｎCA、ｎFAは前記正レンズＬAの各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線の屈折率をそれぞれ表す。
前記第４レンズ群Ｇ４は正レンズＬAを含む複数のレンズを接合してなる接合レンズ成分からなり、
横軸をνd、及び縦軸をθgFとする直交座標系において、
θgF＝α×νd＋β（但し、α＝−０．００５６６）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（６）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、前記第４レンズ群Ｇ４に含まれる前記正レンズＬAのθgF及びνdが含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の結像光学系。
０．７２００＜β＜０．８３００ …（６）
νd＜２６ …（５）
ここで、
θgF（ＬA）は前記正レンズＬAの部分分散比（ｎgA−ｎFA）／（ｎFA−ｎCA）、
νdは前記正レンズＬAのアッベ数（ｎdA−1）／（ｎFA−ｎCA）、
ｎdA、ｎCA、ｎFA、ｎgAはそれぞれ前記正レンズＬAの各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率、
である。
前記直交座標とは別の、横軸をνd、及び縦軸をθhgとする直交座標系において、
θhg＝αhg×νd＋βhg（但し、αhg＝−０．００８３４）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（７）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、前記第４レンズ群Ｇ４に含まれる前記正レンズＬAのθhg及びνdが含まれることを特徴とする請求項４に記載の結像光学系。
０．７６００＜βhg＜０．９０００ …（７）
νd＜２６ …（５）
ここで、
θhg（ＬA）は前記正レンズＬAの部分分散比（ｎhA−ｎgA）／（ｎFA−ｎCA）、
ｎhAは前記正レンズＬAのｈ線の屈折率、
である。
前記第４レンズ群Ｇ４は前記正レンズＬAと負レンズＬBの２つのレンズが接合されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の結像光学系。
近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、前記正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の結像光学系。
０．０００≦θgF（ＬA）−θgF（ＬB）≦０．２００ …（８）
ここで、
θgF（ＬA）は前記正レンズＬAの部分分散比（ｎgA−ｎFA）／（ｎFA−ｎCA）、
θgF（ＬB）は前記接合される相手のレンズＬBの部分分散比（ｎgB−ｎFB）／（ｎFB−ｎCB）、
ｎdB、ｎCB、ｎFB、ｎgBはそれぞれ前記レンズＬBの各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率、
である。
近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、前記正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の結像光学系。
０．０００≦θhg（ＬA）−θhg（ＬB）≦０．３００ …（９）
ここで、
θhg（ＬA）は前記レンズＬAの部分分散比（ｎhA−ｎgA）／（ｎFA−ｎCA）、
θhg（ＬB）は前記接合される相手のレンズＬBの部分分散比（ｎhB−ｎgB）／（ｎFB−ｎCB）、
である。
近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとしたとき、前記正レンズＬAが接合される相手のレンズＬBは負レンズであり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項７または８に記載の結像光学系。
νd（ＬA）−νd（ＬB）≦−１５ …（１０）
ここで、
νd（ＬA）は前記レンズＬAのアッベ数（ｎdA−１）／（ｎFA−ｎCA）、
νd（ＬB）は前記接合される相手のレンズＬBのアッベ数（ｎdB−１）／（ｎFB−ｎCB）、
である。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の結像光学系と、
電子撮像素子と、
前記結像光学系を通じて結像した像を前記電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、
前記結像光学系がズームレンズであり、該ズームレンズが、無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
０．７０＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９６ …（１３）
ここで、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたときｙ₀₇＝０．７・ｙ₁₀として表され、ω_07wは広角端における前記撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、fwは前記ズームレンズの広角端における全系の焦点距離である。