JP5464873B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラや電子スチルカメラ、ＴＶカメラ（放送用カメラ）に好適なものである。

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解像力のズームレンズであることが要求されている。又、非撮影時（非使用時）に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔に縮小し、撮像装置全体としての厚み（光軸方向の長さ）を薄くする構成を含む沈胴式のズームレンズであることも要望されている。

これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群の４つのレンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う４群ズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。又、この４群ズームレンズにおいて第２レンズ群が負、負、正レンズの３枚のレンズにて構成され、第２レンズ群中に非球面を有する高解像力で、小型の４群ズームレンズが知られている（特許文献４）。

特開２００７−２１２５３７号公報 特開２００５−３３８７４０号公報 特開２００７−１７１３７１号公報 特開２００１−１５４０９３号公報

近年、撮像装置に用いるズームレンズには、高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、かつレンズ系全体が小型であることが強く要望されている。高ズーム比と高い光学性能を有しつつ、レンズ系全体の小型化を図るには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力そして各レンズ群を構成するレンズ構成等を適切に設定することが重要となる。又、非撮影時、各レンズ群を沈胴して、ズームレンズ全体の小型化を図るには各レンズ群のレンズ枚数を少なくし、各レンズ群の全長を短くすることが重要になってくる。

一般に、所定のズーム比を確保しつつ、全系を小型化するためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このようにしたズームレンズは、ズーミングの際の収差変動が大きくなり、全ズーム範囲にわたり、高い光学性能を得るのが困難になってくる。前述した４群ズームレンズにおいて、高ズーム比とレンズ系全系の小型化を図りつつ良好な光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、そして各レンズ群のズーミングに伴う移動条件を適切に設定することが重要となる。特にズーミングに伴う第１レンズ群の移動量や、主変倍レンズ群である第２レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）とレンズ構成等を適切に設定することが重要となってくる。これらの構成を適切に設定しないと、高ズーム比を確保しつつ、全ズーム範囲で高い光学性能を有した沈胴構造に適したズームレンズを得るのが大変困難になってくる。

本発明は、高ズーム比で、かつ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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなるように全てのレンズ群が移動してズーミングを行うズームレンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズより構成され、
前記第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面は非球面であり、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をＭ１、光軸と前記非球面の交点を通り、前記非球面の近軸曲率を有する球面を参照球面とし、前記非球面の有効径の位置における前記参照球面と前記非球面の光軸方向の距離（但し前記非球面が前記参照球面よりも像側にあるときを正符号とする）をＤａｓとするとき、
−０．１２５＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０８０
３．０＜Ｍ１／ｆｗ＜４．５
０．０１８≦Ｄａｓ／ｆ２≦０．０３３
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、高倍率化を図ると共に、広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズが得られる。

本発明の実施例１のレンズ断面図である。 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の収差図である。 本発明の実施例２のレンズ断面図である。 本発明の実施例２に対応する数値実施例２の収差図である。 本発明の実施例２のレンズ断面図である。 本発明の実施例３に対応する数値実施例３の収差図である。 本発明の実施例４のレンズ断面図である。 本発明の実施例４に対応する数値実施例４の収差図である。 本発明の撮像装置の概略図である。

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レンズ群より構成されている。そして、広角端に比べて望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が小さく、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなるように各レンズ群が移動してズーミングを行っている。

図１は本発明の実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、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３は本発明の実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、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３のズームレンズのレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、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７は本発明の実施例４のズームレンズのレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、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。レンズ断面図において、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端を示している。

図９は本発明のズームレンズを備えるカメラ（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ビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。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の物体側又は第３レンズ群Ｌ３中に配置している。ＳＳＰは開口径が一定の副絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター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スチ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）である。球面収差図において実線はｄ線、２点鎖線はｇ線である。非点収差図において点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）、ＦｎｏはＦナンバーである。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、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３）が機構上光軸上を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全てのレンズ群を移動させている。具体的には、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図中矢印のように第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させている。第２レンズ群Ｌ２を像側へ、又は像側へ凸状の軌跡を描いて移動させている。第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させている。第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡で描いて移動させている。また、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカス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ズーミングに伴う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示している。

各実施例では、小型で軽量な第４レンズ群Ｌ４をフォーカスの為に移動することで迅速なフォーカスを行っている。例えば自動焦点検出を迅速に行うのを容易にしている。各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３の一部又は全部を光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させて光軸と垂直方向に像を変移させて光学系全体が振動したときの像ぶれを補正している。即ち、撮影画像の位置を補正している。これにより、可変頂角プリズム等の光学部材や防振のためのレンズ群を新たに付加することなく防振を行うようにし、光学系全体が大型化するのを防止している。なお、各実施例において、開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動している。これによって移動／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。

各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は非球面形状の面を有する負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、ズームレンズの広角端と望遠端における焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとする。広角端に比べて望遠端における第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の変移量をＭ１とする。このとき、
−０．１２５＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０８０ ・・・（１）
３．０＜Ｍ１／ｆｗ＜４．５ ・・・（２）
なる条件を満足している。ここで変移量の符号は物体側へ変移したときを正、像側へ変移したときを負とする。即ち、基準位置（例えば広角端）に対し、あるズーム位置（例えば望遠端）でレンズ群が物体側に位置するときを正、像側に位置するときを負とする。

次に各条件式の技術的な意味について説明する。条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を望遠端における全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（１）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２のパワー（屈折力）が強くなりすぎると、ズーミングによるコマ収差の変動が大きくなり、これを抑える事が困難となってくるので良くない。条件式（１）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２のパワーが緩くなりすぎると、レンズ全長と前玉有効径が共に増大し全体が大型化してくるので良くない。条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１の広角端より望遠端へのズーミングに際しての移動量（変移量）を、広角端における全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（２）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、望遠端におけるレンズ全長が大型化してくるので良くない。条件式（２）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量が少なくなりすぎると、広角端におけるレンズ全長が長くなり、前玉有効径も増大してくるので良くない。尚、各実施例において、更に収差補正を良好に行い、かつズーミングの際の収差変動を小さくしつつ全体の小型化を図るには、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

−０．１２５＜ｆ２／ｆｔ＜−０．１００ ・・・（１ａ）
３．３＜Ｍ１／ｆｗ＜４．４ ・・・（２ａ）
各実施例によれば、以上の如く条件式（１）、（２）を満足することにより、ズーム全域にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズを得ることができる。本発明において、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
−１．５＜ｆ２／ｆｗ＜−１．０ ・・・（３）
８＜ｆｔ／ｆｗ＜１６ ・・・（４）第２レンズ群Ｌ２の非球面形状の面を有する負レンズは、像側の面が非球面形状である。そして光軸と非球面の交点を通り、非球面の近軸曲率を有する球面を参照球面として、非球面の有効径の位置における参照球面と非球面の光軸方向の距離（但し非球面が参照球面よりも像側にあるときを正符号とする）をＤａｓとする。

このとき、
０．０１８≦Ｄａｓ／ｆ２≦０．０３３・・・（５）
なる条件を満足することである。各実施例では、それぞれの条件式を満足することによって、それに応じた効果を得ている。次に各条件式の技術的な意味について説明する。

条件式（３）は条件式（１）と同様、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を広角端の焦点距離で規格化したものである。条件式（３）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなりすぎると、ズーミングによるコマ収差の変動が大きくなり、これを抑える事が困難となってくるので良くない。条件式（３）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２のパワーが緩くなりすぎると、レンズ全長、前玉有効径共に増大してくるので良くない。

条件式（４）は全系のズーム比に関するものである。条件式（４）は各実施例のズーム範囲を明確にし、所定の剤利用を使用した際に高ズーム比で、高い光学性能を有し、かつ全系の小型化を最も効果的に達成することのできる範囲を指定している。ここでズーム比は変倍に際して配置される各レンズ群の屈折力やズーミングの際の移動範囲等に依存している。条件式（４）は条件式（１）〜（３）と同時に満たすのが好ましい。条件式（４）の上限値を超えて、ズーム比が大きくなりすぎると各実施例のレンズ構成においては、全ズーム域において良好なる収差補正を行う事が困難となってくる。条件式（４）の下限値を超えてズーム比が小さくなると、所望のズーム比を満足することができない。

条件式（５）は第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配される非球面形状の面を有する負レンズの像側のレンズ面の非球面の変位量に関するものである。条件式（５）の上限値又は、下限値をこえて非球面量が外れると、非球面による収差補正の効果を充分に発揮する事が困難となり、広角域の画面周辺部で、コマフレアーを良好に補正する事が困難になってくる。尚、各実施例において、更に収差補正を良好に行いつつ、かつズーミングの際の収差変動を小さくして高倍率化を図りつつ、良好なる光学性能を得るには、条件式（３），（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

−１．４５＜ｆ２／ｆｗ＜−１．２０ ・・・（３ａ）
１０＜ｆｔ／ｆｗ＜１３ ・・・（４ａ）

以上のように各実施例によれば、ズーミングにおける第１レンズ群の移動量や非球面形状の面の非球面量、そして各レンズ群の屈折力等を適切に設定している。これにより、ズーム比１２程度の高ズーム比にもかかわらずレンズ全長が短いズームレンズを得ている。

次に各レンズ群のレンズ構成に関して説明する。以下、各レンズ群のレンズは、物体側から像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｌ１は負レンズ、正レンズ、正レンズの３枚のレンズより構成されている。具体的には、第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと両レンズ面が凸形状の正レンズとを接合した接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は像側の面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の負レンズの面は非球面形状である。

実施例１〜３において、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の非球面形状の面の有する負レンズは、両レンズ面が非球面形状である。ズーム比が１０倍を超えるような所望のズーミング（変倍）を行い、かつレンズ全長を短縮するには、第２レンズ群Ｌ２のパワーを強めて、主変倍レンズ群である第２レンズ群Ｌ２のズームストローク（移動量）を短縮することが有用である。しかしながら第２レンズ群Ｌ２のパワーを強めると広角域において画面周辺部でコマフレアーが増大し、これを良好に補正することが困難となってくる。

そこで第２レンズ群Ｌ２の物体側の負レンズに所定の形状の非球面を採用することにより、第２レンズ群Ｌ２のズームストローク短縮化と収差補正を良好に行っている。第３レンズ群Ｌ３は正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズより構成されている。具体的には、第３レンズ群Ｌ３は物体側の面が凸で非球面形状の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズより構成されている。そして物体側の正レンズと負レンズとの空気間隔が第３レンズ群Ｌ３の中で最も広くなっている。実施例１及び３においては、第３レンズ群Ｌ３の物体側の正レンズと負レンズとの間に開口絞り（Ｆｎｏ絞り）ＳＰを有している。防振時には開口絞りを置いて第３レンズ群Ｌ３の全てのレンズを光軸と垂直方向にシフトする事によって手ぶれを補正する防振機構を有する構成としている。これにより開口絞りＳＰの前後のスペースを十分多く確保しつつ、第３レンズ群Ｌ３の前後のレンズ群との沈端での空気間隔を極限まで縮小出来る構成となっている。

実施例２及び４においては、第３レンズ群Ｌ３の物体側の正レンズに近接して開口絞りＳＰを有し、これにより第３レンズ群Ｌ３全体のレンズ厚を薄型化し、小型化が容易な構成となっている。実施例２、４では、第３レンズ群Ｌ３全体を光軸と垂直方向にシフトする事によって手ぶれを補正する防振機構を有する構成としている。第３レンズ群Ｌ３中の負レンズには、高屈折率で高分散の材料を使用する事によりズーミングによる色収差変動を良好に補正している。実施例１においてはアッベ数νｄが１８の超高分散の材料を使用している。第３レンズ群Ｌ３を前述の如く構成することによって、中間のズーム領域において、コマフレアーを良好に補正している。第４レンズ群Ｌ４は物体側の面が凸で非球面形状の正レンズとメニスカス形状の負レンズとを接合した接合レンズより成っている。第４レンズ群Ｌ４は、広角端より中間のズーム位置にかけて物体側へ移動し、中間のズーム位置から望遠端にかけて像側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４の物体側の正レンズのレンズ面は非球面形状であり、この非球面によってズーミング中の像面湾曲の変動を良好に補正している。第４レンズ群Ｌ４は、接合レンズとする事によりレンズ全長の短縮しつつズーム全域において倍率色収差を良好に補正している。以上のように各実施例によれば、レンズ構成が容易で全系がコンパクトでありながら１２倍程度の高ズーム比を有しつつ、全ズーム領域にわたり高い光学性能を達成した沈胴時にコンパクトなズームレンズを得ることができる。

次に、本発明の実施例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、ｎｄｉとνｄｉ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。またｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数、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、非球面形状は、

で表示される。但しＲは曲率半径である。また例えば「Ｅ^−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。数値実施例において最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。

数値実施例１、２、４においてｄ１２の値が負になっているのは物体側から像側へ順に開口絞り（副絞り）、第3レンズ群の最も物体側の正レンズと数えたためである。各実施例において、バックフォーカス（BF）はレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側の面からレンズ最終面までの距離に、バックフォーカスを加えたものである。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表−１に示す。

〔数値実施例１〕

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 59.407 1.20 1.84666 23.9 28.34
2 32.566 4.50 1.48749 70.2 26.24
3 -146.514 0.20 26.07
4 26.127 2.80 1.69680 55.5 24.82
5 66.668 (可変) 24.34
6* 38.401 1.55 1.84862 40.0 13.83
7* 5.354 3.78 9.25
8 -12.216 0.60 1.77250 49.6 8.93
9 234.429 0.20 8.98
10 18.964 1.30 1.92286 18.9 9.04
11 -102.708 (可変) 8.92
12（副絞り） ∞ -0.20 4.59
13* 9.451 1.80 1.76753 49.2 5.30
14 -408.746 1.00 5.10
15（開口絞り）∞ 1.50 4.18
16 15.781 0.70 1.94595 18.0 5.60
17 7.849 0.60 5.50
18 54.187 1.60 1.48749 70.2 5.60
19 -12.995 (可変) 6.10
20* 14.717 2.50 1.58313 59.4 9.11
21 -23.129 0.60 1.84666 23.9 9.02
22 -100.424 (可変) 9.01
23 ∞ 0.80 1.51633 64.1 20.00
24 ∞ 1.20 20.00
像面

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 8=-2.06496e-008 A10= 1.93203e-010

第7面
K =-1.22012e+000 A 4= 8.08517e-004 A 6= 1.24516e-005
A 8= 3.05694e-008

第13面
K =-5.03419e-001 A 4=-1.34903e-004 A 6= 6.41117e-006
A 8=-8.81731e-007 A10= 5.19514e-008

第20面
K =-7.37914e+000 A 4= 2.80695e-004 A 6=-1.75439e-006

各種データ
ズーム比 11.42
広角 中間 望遠
焦点距離 5.13 19.67 58.54
Fナンバー 3.50 4.62 5.71
画角 35.68 11.14 3.79
像高 3.68 3.88 3.88
レンズ全長 56.11 66.72 78.63
BF 7.39 11.97 6.48

d 5 0.75 16.17 25.83
d11 17.24 4.79 1.15
d19 4.51 7.56 18.95
d22 5.67 10.25 4.75

入射瞳位置 16.11 60.41 156.79
射出瞳位置 -20.03 -32.13 -144.79
前側主点位置 20.00 68.47 191.85
後側主点位置 -3.93 -18.47 -57.34

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 43.41 8.70 2.30 -3.24
2 6 -7.20 7.42 0.92 -5.13
3 12 13.71 7.00 0.00 -5.72
4 20 27.20 3.10 -0.05 -1.96
5 23 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -86.92
2 2 55.11
3 4 59.96
4 6 -7.49
5 8 -15.01
6 10 17.44
7 13 12.06
8 16 -17.25
9 18 21.67
10 20 15.81
11 21 -35.62
12 23 0.00

〔数値実施例2〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 50.521 1.20 1.84666 23.9 26.13
2 28.702 3.80 1.48749 70.2 23.89
3 -313.396 0.20 22.89
4 27.176 2.50 1.69680 55.5 22.12
5 100.075 (可変) 21.73
6* 63.677 1.60 1.84862 40.0 13.16
7* 5.659 3.51 8.88
8 -10.098 0.60 1.63854 55.4 8.48
9 204.569 0.20 8.45
10 21.784 1.20 1.92286 18.9 8.45
11 -74.634 (可変) 8.32
12(開口絞り) ∞ -0.20 4.61
13* 9.768 1.80 1.76753 49.3 5.30
14 -514.927 2.10 5.10
15 17.710 0.60 1.92286 18.9 5.60
16 8.794 0.60 5.50
17 -1762.889 1.50 1.48749 70.2 5.60
18 -10.542 (可変) 6.10
19* 13.827 2.50 1.58313 59.4 9.12
20 -29.396 0.60 1.92286 18.9 9.00
21 -156.862 (可変) 8.99
22 ∞ 0.80 1.51633 64.1 20.00
23 ∞ 1.00 20.00
像面

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 8=-1.23684e-008 A10= 1.01444e-010

第7面
K =-2.09279e+000 A 4= 1.24910e-003 A 6=-1.67406e-007
A 8= 1.55072e-007

第13面
K =-1.19093e+000 A 4=-7.82411e-005 A 6= 8.85678e-006
A 8=-1.09696e-006 A10= 4.99800e-008

第19面
K =-7.00688e+000 A 4= 2.94959e-004 A 6=-1.73810e-006

各種データ
ズーム比 11.42
広角 中間 望遠
焦点距離 5.13 19.47 58.55
Fナンバー 3.49 4.57 5.36
画角 35.68 11.26 3.79
像高 3.68 3.88 3.88
レンズ全長 55.08 65.68 75.70
BF 6.83 11.63 6.69

d 5 0.75 14.29 24.44
d11 16.80 4.39 0.60
d18 6.39 11.06 19.66
d21 5.30 10.09 5.16

入射瞳位置 14.92 49.74 134.49
射出瞳位置 -28.04 -53.09 -298.16
前側主点位置 19.14 62.20 181.58
後側主点位置 -4.12 -18.46 -57.54

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 40.88 7.70 2.10 -2.81
2 6 -6.96 7.11 0.93 -4.83
3 12 13.57 6.40 0.52 -4.83
4 19 27.16 3.10 -0.19 -2.07
5 22 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -80.52
2 2 54.13
3 4 52.80
4 6 -7.41
5 8 -15.05
6 10 18.38
7 13 12.51
8 15 -19.56
9 17 21.75
10 19 16.48
11 20 -39.29
12 22 0.00

〔数値実施例３〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 51.185 1.20 1.84666 23.9 28.15
2 28.329 4.80 1.48749 70.2 26.27
3 -161.371 0.20 25.51
4 25.946 2.90 1.69680 55.5 23.95
5 94.392 (可変) 23.50
6* 414.561 1.55 1.84862 40.0 13.19
7* 5.565 3.42 8.96
8 -11.019 0.60 1.69680 55.5 8.68
9 -4258.246 0.20 8.75
10 21.476 1.30 1.92286 18.9 8.80
11 -64.562 (可変) 8.69
12* 10.114 1.80 1.76753 49.3 5.30
13 382.719 1.25 5.10
14(開口絞り) ∞ 1.45 4.24
15 20.335 0.60 1.92286 18.9 5.60
16 9.328 0.50 5.50
17 161.789 1.60 1.48749 70.2 5.60
18 -9.882 (可変) 6.10
19* 14.033 2.50 1.58313 59.4 9.06
20 -29.101 0.60 1.92286 18.9 8.94
21 -135.383 (可変) 8.93
22 ∞ 0.60 1.51633 64.1 20.00
23 ∞ 1.24 20.00
像面

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 8=-1.39797e-008 A10= 1.51397e-010

第7面
K =-1.31337e+000 A 4= 7.03097e-004 A 6= 8.71163e-006
A 8=-9.42538e-008

第12面
K = 3.67541e-001 A 4=-2.70416e-004 A 6= 7.97203e-006
A 8=-1.28047e-006 A10= 6.33650e-008

第19面
K =-6.19884e+000 A 4= 2.70157e-004 A 6=-1.04308e-006

各種データ
ズーム比 11.55

焦点距離 5.09 25.05 58.75 41.64 8.55
Fナンバー 3.50 4.72 5.60 5.10 3.91
画角 35.88 8.79 3.77 5.32 24.38
像高 3.68 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 57.28 70.20 76.43 74.63 58.42
BF 1.24 1.24 1.24 1.24 1.24

d 5 0.75 16.84 22.45 20.70 5.53
d11 16.47 3.69 0.60 1.76 9.89
d18 6.08 11.85 20.66 16.15 6.86
d21 5.68 9.52 4.41 7.71 7.85

入射瞳位置 15.87 74.58 144.70 115.70 25.28
射出瞳位置 -23.16 -47.93 -241.27 -83.26 -27.32
前側主点位置 19.90 86.87 189.22 136.82 31.27
後側主点位置 -3.85 -23.81 -57.52 -40.40 -7.31

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 37.95 9.10 2.74 -3.10
2 6 -6.69 7.07 0.66 -5.12
3 12 13.98 7.20 1.09 -5.22
4 19 27.06 3.10 -0.15 -2.03
5 22 ∞ 0.60 0.20 -0.20

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -76.78
2 2 49.85
3 4 50.47
4 6 -6.66
5 8 -15.86
6 10 17.59
7 12 13.51
8 15 -19.18
9 17 19.16
10 19 16.59
11 20 -40.28
12 22 0.00

〔数値実施例４〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 48.699 1.20 1.84666 23.9 25.25
2 28.078 3.80 1.48749 70.2 24.21
3 5374.121 0.20 23.96
4 26.240 2.60 1.69680 55.5 22.96
5 99.979 (可変) 22.60
6 -216.241 1.60 1.84862 40.0 12.99
7* 6.110 3.35 9.00
8 -10.098 0.60 1.63854 55.4 8.67
9 -67.558 0.20 8.72
10 26.522 1.20 1.92286 18.9 8.71
11 -55.552 (可変) 8.59
12(開口絞り) ∞ -0.20 5.88
13* 9.676 1.80 1.76753 49.3 6.07
14 -678.114 2.10 5.10
15 16.769 0.60 1.92286 18.9 5.60
16 8.553 0.60 5.50
17 -219.111 1.50 1.48749 70.2 5.60
18 -10.737 (可変) 6.10
19* 13.777 2.50 1.58313 59.4 9.29
20 -27.002 0.60 1.92286 18.9 9.16
21 -120.013 (可変) 9.14
22 ∞ 0.80 1.51633 64.1 8.42
23 ∞ 0.00 8.36
24 ∞ 1.01 8.36
像面

非球面データ
第7面
K =-2.31072e+000 A 4= 1.03269e-003 A 6=-4.58613e-006
A 8= 1.46532e-007

第13面
K =-1.29839e+000 A 4=-5.35252e-005 A 6= 3.87345e-006
A 8=-2.65858e-007 A10= 5.81667e-009

第19面
K =-3.61910e+000 A 4= 1.84258e-004 A 6= 2.33731e-008

各種データ
ズーム比 11.43

焦点距離 5.12 19.59 58.55 35.47 7.64
Fナンバー 3.05 4.06 4.84 4.33 3.39
画角 35.69 11.19 3.79 6.23 26.89
像高 3.68 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 55.51 66.48 75.97 72.79 54.92
BF 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

d 5 0.75 15.00 24.90 21.38 3.42
d11 17.19 4.61 0.60 2.12 11.08
d18 6.13 11.58 20.32 14.61 7.40
d21 5.38 9.23 4.10 8.63 6.97

入射瞳位置 14.73 51.94 134.59 93.15 18.78
射出瞳位置 -27.61 -57.21 -649.57 -88.89 -33.38
前側主点位置 18.94 64.94 187.87 114.62 24.72
後側主点位置 -4.11 -18.58 -57.54 -34.46 -6.63

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 41.52 7.80 2.02 -2.95
2 6 -7.27 6.94 0.54 -5.21
3 12 13.81 6.40 0.35 -4.94
4 19 26.54 3.10 -0.14 -2.03
5 22 ∞ 0.80 0.26 -0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -80.47
2 2 57.89
3 4 50.33
4 6 -6.98
5 8 -18.67
6 10 19.59
7 13 12.44
8 15 -19.60
9 17 23.11
10 19 16.01
11 20 -37.87
12 22 0.00

次に各実施例に示したような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形態を図９を用いて説明する。

図９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。

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

Claims (10)

1. 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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなるように全てのレンズ群が移動してズーミングを行うズームレンズであって、
   前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズより構成され、
   前記第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面は非球面であり、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をＭ１、光軸と前記非球面の交点を通り、前記非球面の近軸曲率を有する球面を参照球面とし、前記非球面の有効径の位置における前記参照球面と前記非球面の光軸方向の距離（但し前記非球面が前記参照球面よりも像側にあるときを正符号とする）をＤａｓとするとき、
   −０．１２５＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０８０
   ３．０＜Ｍ１／ｆｗ＜４．５
   ０．０１８≦Ｄａｓ／ｆ２≦０．０３３
   なる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１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズより構成されており、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズ、正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. −１．５＜ｆ２／ｆｗ＜−１．０
   ８＜ｆｔ／ｆｗ＜１６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと両レンズ面が凸形状の正レンズとを接合した接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群の非球面を有する負レンズは、両レンズ面が非球面であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸で非球面の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズより構成されており、物体側の正レンズと負レンズとの空気間隔が前記第３レンズ群の中で最も広いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズ。
8. 前記第４レンズ群は、物体側の面が凸で非球面の正レンズとメニスカス形状の負レンズとを接合した接合レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
9. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
10. 請求項１乃至９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撮像装置。