JP5532402B2 - ズームレンズおよび光学機器 - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズおよび光学機器に関する。
近年、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ等の固体撮像素子を用いたカメラや、銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は、高機能化されるとともに装置全体が小型化されている。このような撮像装置に用いられる撮像光学系として、レンズ全長が短く、解像度の高いズームレンズが要求されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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、各レンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズが提案されている（例えば特許文献１を参照）。
しかしながら、このような従来のズームレンズは、優れた光学性能を維持しながら変倍比を高くすることができないという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、比較的高い変倍比を有しながらコンパクトで高い光学性能を有するズームレンズおよび光学機器を提供することを目的とする。
このような目的達成のため、本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズであって、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、および前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔がそれぞれ変化し、前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとにより実質的に２枚のレンズからなり、前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとにより実質的に３枚のレンズからなり、前記第４レンズ群は、両凸形状の１枚の正レンズから構成されており、前記第１レンズ群における最も物体側の負レンズの屈折率をＮｄ１１としたとき、次式
１．９０＜Ｎｄ１１＜２．５０
の条件を満足し、
前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群のうち２枚のレンズは、前記２枚のレンズのうち物体側のレンズの屈折率をＮｄａとしたとき、次式
１．９０＜Ｎｄａ＜２．５０
の条件を満足するとともに、前記２枚のレンズのうち像側のレンズの屈折率をＮｄｂとしたとき、次式
１．８６＜Ｎｄｂ＜２．５０
の条件を満足し、
前記ズームレンズの望遠端状態における全長をＴＬｔとし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
１．００＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１．３９
の条件を満足し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時における前記第１レンズ群の移動量をＸ１とし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
０．３４０≦Ｘ１／ｆｔ＜０．３７
の条件を満足している。
１．９０＜Ｎｄ１１＜２．５０
の条件を満足し、
前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群のうち２枚のレンズは、前記２枚のレンズのうち物体側のレンズの屈折率をＮｄａとしたとき、次式
１．９０＜Ｎｄａ＜２．５０
の条件を満足するとともに、前記２枚のレンズのうち像側のレンズの屈折率をＮｄｂとしたとき、次式
１．８６＜Ｎｄｂ＜２．５０
の条件を満足し、
前記ズームレンズの望遠端状態における全長をＴＬｔとし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
１．００＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１．３９
の条件を満足し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時における前記第１レンズ群の移動量をＸ１とし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
０．３４０≦Ｘ１／ｆｔ＜０．３７
の条件を満足している。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
４．００＜ｆ１／ｆｗ＜８．００
の条件を満足することが好ましい。
４．００＜ｆ１／ｆｗ＜８．００
の条件を満足することが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．８０＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．５０
の条件を満足することが好ましい。
０．８０＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．５０
の条件を満足することが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
１．２０＜ｆ３／ｆｗ＜２．００
の条件を満足することが好ましい。
１．２０＜ｆ３／ｆｗ＜２．００
の条件を満足することが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
２．００＜ｆ４／ｆｗ＜５．００
の条件を満足することが好ましい。
２．００＜ｆ４／ｆｗ＜５．００
の条件を満足することが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記２枚のレンズのうち物体側のレンズは、前記第２レンズ群におけるいずれかのレンズであることが好ましい。
さらに、前記第２レンズ群におけるいずれかのレンズは、前記第２レンズ群における最も像側の正メニスカスレンズであることが好ましい。
また、前記２枚のレンズのうち像側のレンズは、前記第３レンズ群におけるいずれかのレンズであることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第１レンズ群が非球面を有していることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群が非球面を有していることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群が非球面を有していることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第４レンズ群が非球面を有していることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、前記第４レンズ群が樹脂材料を用いた前記両凸形状の１枚の正レンズから構成されることが好ましい。
また、上述のズームレンズにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増加するように、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群がそれぞれ光軸に沿って移動することが好ましい。
また、上述のズームレンズは、物体の像を固体撮像素子の撮像面上に結像させることが好ましい。
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器であって、前記ズームレンズが本発明に係るズームレンズであることを特徴とする。
本発明によれば、比較的高い変倍比を有しながらコンパクトで高い光学性能を得ることができる。
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係るズームレンズを備えたデジタルスチルカメラＣＡＭが図７に示されている。なお図７において、（ａ）はデジタルスチルカメラＣＡＭの正面図を、（ｂ）はデジタルスチルカメラＣＡＭの背面図を、（ｃ）は図７（ａ）中の矢印Ａ−Ａ′に沿った断面図をそれぞれ示す。
図７に示すデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ（ＺＬ）の不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズ（ＺＬ）で被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉに配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニターＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
撮影レンズは、後述の実施形態に係るズームレンズＺＬで構成されている。また、デジタルスチルカメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部Ｄ、撮影レンズ（ズームレンズＺＬ）を広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミング（変倍）する際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）釦Ｂ２、およびデジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクション釦Ｂ３等が配置されている。
ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成される。また、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミング）の際、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４がそれぞれ光軸に沿って移動することで（例えば、図１を参照）、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、および第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔がそれぞれ変化するようになっている。なお、ズームレンズＺＬと像面Ｉとの間には、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されるフィルタ群ＦＬが配設される。
また、第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有して構成される。第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有して構成される。第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正レンズを有して構成される。
このような構成のズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１における最も物体側の負レンズの屈折率をＮｄ１１とし、第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４における少なくとも２枚のレンズのうち最も物体側のレンズの屈折率をＮｄａとし、前記少なくとも２枚のレンズのうち最も物体側のレンズより像側のレンズの屈折率をＮｄｂとしたとき、次の条件式（１）〜（３）で表される条件を満足することが好ましい。このようにすれば、光学全長を小さくすることができるとともに、各収差を良好に補正することができるため、７倍程度の変倍比を有しながらコンパクトで高い光学性能を有するズームレンズＺＬおよび、これを備えた光学機器（デジタルスチルカメラＣＡＭ）を得ることが可能になる。特に、本実施形態のような固体撮像素子の撮像面上に被写体（物体）の像を結像させるズームレンズＺＬで高い効果を得ることができる。
１．９０＜Ｎｄ１１＜２．５０ …（１）
１．９０＜Ｎｄａ＜２．５０ …（２）
１．８６＜Ｎｄｂ＜２．５０ …（３）
１．９０＜Ｎｄａ＜２．５０ …（２）
１．８６＜Ｎｄｂ＜２．５０ …（３）
ここで、条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１における最も物体側の負レンズの屈折率を規定したものである。条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、望遠端状態における球面収差の補正が困難となる。また、条件式（１）の下限値を下回る条件である場合でも、望遠端状態における球面収差の補正が困難となる。
なお、条件式（１）の下限値を１．９２、または条件式（１）の上限値を２．３０とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。さらに、条件式（１）の下限値を１．９３、または条件式（１）の上限値を２．１０とすることにより、本願の効果を最大限に発揮することができる。
条件式（２）は、第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４における少なくとも２枚のレンズのうち最も物体側のレンズの屈折率を規定したものである。条件式（２）の上限値を上回る条件である場合、像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（２）の下限値を下回る条件である場合、コマ収差の補正が困難となる。
なお、条件式（２）の下限値を１．９２、または条件式（２）の上限値を２．３０とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。さらに、条件式（２）の下限値を１．９３、または条件式（２）の上限値を２．１０とすることにより、本願の効果を最大限に発揮することができる。
条件式（３）は、第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４における少なくとも２枚のレンズのうち像側のレンズの屈折率を規定したものである。条件式（３）の上限値を上回る条件である場合、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。また、条件式（３）の下限値を下回る条件である場合でも、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。
なお、条件式（３）の下限値を１．８８、または条件式（３）の上限値を２．３０とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。さらに、条件式（３）の下限値を１．８９、または条件式（３）の上限値を２．１０とすることにより、本願の効果を最大限に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、ズームレンズＺＬの望遠端状態における全長をＴＬｔとし、ズームレンズＺＬの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次の条件式（４）で表される条件を満足することが好ましい。
１．００＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１．８０ …（４）
条件式（４）は、望遠端状態におけるズームレンズＺＬの全長を規定したものである。条件式（４）の上限値を上回る条件である場合、ズームレンズＺＬの全長が大きくなり、コンパクト化が達成できない。また、像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（４）の下限値を下回る条件である場合、球面収差の補正が困難となる。
なお、条件式（４）の下限値を１．２０、または条件式（４）の上限値を１．３９とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍時における第１レンズ群Ｇ１の移動量をＸ１とし、ズームレンズＺＬの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次の条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。
０．２０＜Ｘ１／ｆｔ＜０．６０ …（５）
条件式（５）は、変倍時における第１レンズ群Ｇ１の移動量を規定したものである。条件式（５）の上限値を上回る条件である場合、ズームレンズＺＬの全長が大きくなり、コンパクト化が達成できない。また、像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（５）の下限値を下回る条件である場合、球面収差の補正が困難となる。
なお、条件式（５）の下限値を０．２５、または条件式（５）の上限値を０．３７とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（６）で表される条件を満足することが好ましい。
４．００＜ｆ１／ｆｗ＜８．００ …（６）
条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離との関係を規定したものである。条件式（６）の上限値を上回る条件である場合、広角端状態における歪曲収差の補正が困難となる。一方、条件式（６）の下限値を下回る条件である場合、望遠端状態における球面収差の補正が困難となる。
なお、条件式（６）の下限値を５．００、または条件式（６）の上限値を７．００とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（７）で表される条件を満足することが好ましい。
０．８０＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．５０ …（７）
条件式（７）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離との関係を規定したものである。条件式（７）の上限値を上回る条件である場合、コマ収差の補正が困難となる。一方、条件式（７）の下限値を下回る条件である場合、変倍時における像面湾曲の変動が大きくなる。
なお、条件式（７）の下限値を１．００、または条件式（７）の上限値を１．２２とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とし、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（８）で表される条件を満足することが好ましい。
１．２０＜ｆ３／ｆｗ＜２．００ …（８）
条件式（８）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離と広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離との関係を規定したものである。条件式（８）の上限値を上回る条件である場合、球面収差の補正が困難となる。一方、条件式（８）の下限値を下回る条件である場合、変倍時におけるコマ収差の変動が大きくなる。
なお、条件式（８）の下限値を１．５０、または条件式（８）の上限値を１．７５とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆ４とし、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（９）で表される条件を満足することが好ましい。
２．００＜ｆ４／ｆｗ＜５．００ …（９）
条件式（９）は、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離と広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離との関係を規定したものである。条件式（９）の上限値を上回る条件である場合、像面湾曲の補正が困難となる。また、条件式（９）の下限値を下回る条件である場合でも、像面湾曲の補正が困難となる。
なお、条件式（９）の下限値を３．００、または条件式（９）の上限値を３．７８とすることにより、本願の効果をより良好に発揮することができる。
なお、前述の条件式（２）で表される条件を満足するレンズは、第２レンズ群Ｇ２におけるいずれかのレンズであることが好ましく、より具体的には、第２レンズ群Ｇ２における最も像側の正メニスカスレンズであることが好ましい。これにより、像面湾曲やコマ収差等を効果的に補正することができる。また、前述の条件式（３）で表される条件を満足するレンズは、第３レンズ群Ｇ３における少なくとも１枚のレンズであることが好ましい。これにより、球面収差やコマ収差等を効果的に補正することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１が非球面を有していることが好ましい。これにより、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。また、第２レンズ群Ｇ２が非球面を有していることが好ましく、これにより、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。また、第３レンズ群Ｇ３が非球面を有していることが好ましく、これにより、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。また、第４レンズ群Ｇ４が非球面を有していることが好ましく、これにより、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、第４レンズ群Ｇ４が樹脂材料を用いたレンズから構成されることが好ましい。これにより、第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズの加工が容易になる。
また、このようなズームレンズＺＬにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増加するように、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４がそれぞれ光軸に沿って移動することが好ましい。これにより、変倍時における球面収差等の諸収差の変動を小さくすることができる。
ここで、上述のような構成のズームレンズＺＬの製造方法について、図８を参照しながら説明する。まず、円筒状の鏡筒内に、本実施形態の第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および第４レンズ群Ｇ４を組み込む（ステップＳ１）。各レンズを鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズ群を１つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部または全てのレンズ群を保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。鏡筒内に各レンズ群を組み込んだ後、鏡筒内に各レンズ群が組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズ群の中心が揃っているかを確認する（ステップＳ２）。そして、像が形成されるか確認した後、ズームレンズＺＬの各種動作を確認する（ステップＳ３）。
各種動作の一例としては、変倍を行うためのレンズ群（本実施形態では、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４）が光軸方向に沿って移動する変倍動作、遠距離物体から近距離物体への合焦を行うレンズ群（本実施形態では、第４レンズ群Ｇ４）が光軸方向に沿って移動する合焦動作、少なくとも一部のレンズが光軸と直交方向の成分を持つように移動する手ブレ補正動作などが挙げられる。なお、本実施形態においては、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、および第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔がそれぞれ変化するようになっている。また、各種動作の確認順番は任意である。このような製造方法によれば、７倍程度の変倍比を有しながらコンパクトで高い光学性能を有するズームレンズＺＬを得ることができる。
（第１実施例）
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第１実施例について図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。第１実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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Ｓ１と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、不要な光が入り込むのを防ぐフレアーカット絞りＳ２と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第１実施例について図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。第１実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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Ｓ１と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、不要な光が入り込むのを防ぐフレアーカット絞りＳ２と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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とから構成され、負メニスカスレンズＬ１１と正メニスカスレンズＬ１２は接合されている。また、正メニスカスレンズＬ１２における像側のレンズ面が非球面となっている。第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成され、負レンズＬ２２における両側のレンズ面が非球面となっている。第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の第１の正レンズＬ３１と、両凸形状の第２の正レンズＬ３２と、両凹形状の負レンズＬ３３とから構成され、第２の正レンズＬ３２と負レンズＬ３３は接合されている。また、第１の正レンズＬ３１における両側のレンズ面が非球面となっている。第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１のみから構成され、正レンズＬ４１における物体側のレンズ面が非球面となっている。また、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングは、第４レンズ群Ｇ４を光軸に沿って移動させることにより行う。
開口絞りＳ１は、第３レンズ群Ｇ３において最も物体側に位置する第１の正レンズＬ３１の物体側近傍に配設されており、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミング）の際、第３レンズ群Ｇ３と一体になって移動するようになっている。フレアーカット絞りＳ２は、第３レンズ群Ｇ３において最も像側に位置する負レンズＬ３３の像側近傍に配設されており、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミング）の際、第３レンズ群Ｇ３と一体になって移動するようになっている。また、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に配置されたフィルタ群ＦＬは、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されている。
このような構成のズームレンズＺＬでは、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミング）の際、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４がそれぞれ光軸に沿って移動することで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が増加するようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は徐々に速度を高めながら像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側へ移動した後に像側へ移動する。
以下に、表１〜表３を示すが、これらは第１〜第３実施例に係るズームレンズの諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表の［全体諸元］において、ｆは焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、ωは半画角（最大入射角：単位は「°」）を、Ｙは像高を、Ｂｆはバックフォーカス（空気換算長）を、ＴＬはレンズ全長（空気換算長）をそれぞれ示す。また、［レンズデータ］において、第１カラムＮは物体側から数えたレンズ面の順番を、第２カラムＲはレンズ面の曲率半径を、第３カラムＤはレンズ面の間隔を、第４カラムｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第５カラムνｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、第１カラムの右に付した*は、そのレンズ面が非球面であることを示す。また、曲率半径「0.0000」は平面を示している。
また、［非球面データ］において示す非球面係数は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離をＸ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をＲとし、円錐定数をκとし、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０）の非球面係数をＡnとしたとき、次の条件式（１０）で表される。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０であり、記載を省略している。また、［非球面データ］において、「E-n」は「×１０-n」を示す。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（１０）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（１０）
また、［可変間隔データ］には、各レンズ群同士の可変間隔を示す。なお、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、後述の第２〜第３実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜２２は、図１における面１〜２２と対応し、表１における群番号Ｇ１〜Ｇ４は、図１における各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４と対応している。また、第１実施例において、第３面、第６面、第７面、第１１面、第１２面、および第１７面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
（表１）
［全体諸元］
ズーム比＝6.67
広角 中間 望遠
ｆ＝5.12 13.22 34.13
ＦＮＯ＝3.81 5.36 5.85
２ω＝79.5 34.7 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.718 5.074 4.519
ＴＬ＝35.418 41.483 47.021
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.0505 0.8000 1.945950 17.98
２ 13.9501 3.9000 1.851350 40.10
３* 147.9135 （ｄ３） 1.000000
４ 40.3153 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.7410 2.4000 1.000000
６* -700.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.2742 0.5500 1.000000
８ 8.7056 1.4000 1.945950 17.98
９ 36.0222 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 -0.2500 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.9392 2.0000 1.495610 82.19
１２* -7.7613 0.4500 1.000000
１３ 5.6401 1.4000 1.772500 49.61
１４ -1991.1000 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2485 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 19.7012 2.5000 1.531130 55.73
１８ -17.6818 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.83570E-06,A6=-4.83260E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.90730E-03,A6=2.77580E-04,A8=-1.08750E-05,A10=1.68000E-07
第７面
κ=1.3365,A4=-3.25170E-03,A6=3.31210E-04,A8=-1.39660E-05,A10=2.33610E-07
第１１面
κ=1.6252,A4=-2.53300E-03,A6=-1.01600E-04,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=3.8965,A4=1.07790E-03,A6=1.30970E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=1.0000,A4=3.04690E-04,A6=1.11620E-05,A8=-6.96600E-07,A10=1.76830E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.49630 6.65420 14.51320
ｄ９＝10.61110 5.13800 1.41750
ｄ１６＝1.89290 6.91710 8.87170
ｄ１８＝3.44170 3.83370 3.26570
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.215
Ｇ２ ４ -5.947
Ｇ３ １１ 8.420
Ｇ４ １７ 17.961
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.378
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.340
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.901
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.161
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.645
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.508
［全体諸元］
ズーム比＝6.67
広角 中間 望遠
ｆ＝5.12 13.22 34.13
ＦＮＯ＝3.81 5.36 5.85
２ω＝79.5 34.7 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.718 5.074 4.519
ＴＬ＝35.418 41.483 47.021
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.0505 0.8000 1.945950 17.98
２ 13.9501 3.9000 1.851350 40.10
３* 147.9135 （ｄ３） 1.000000
４ 40.3153 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.7410 2.4000 1.000000
６* -700.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.2742 0.5500 1.000000
８ 8.7056 1.4000 1.945950 17.98
９ 36.0222 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 -0.2500 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.9392 2.0000 1.495610 82.19
１２* -7.7613 0.4500 1.000000
１３ 5.6401 1.4000 1.772500 49.61
１４ -1991.1000 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2485 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 19.7012 2.5000 1.531130 55.73
１８ -17.6818 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.83570E-06,A6=-4.83260E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.90730E-03,A6=2.77580E-04,A8=-1.08750E-05,A10=1.68000E-07
第７面
κ=1.3365,A4=-3.25170E-03,A6=3.31210E-04,A8=-1.39660E-05,A10=2.33610E-07
第１１面
κ=1.6252,A4=-2.53300E-03,A6=-1.01600E-04,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=3.8965,A4=1.07790E-03,A6=1.30970E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=1.0000,A4=3.04690E-04,A6=1.11620E-05,A8=-6.96600E-07,A10=1.76830E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.49630 6.65420 14.51320
ｄ９＝10.61110 5.13800 1.41750
ｄ１６＝1.89290 6.91710 8.87170
ｄ１８＝3.44170 3.83370 3.26570
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.215
Ｇ２ ４ -5.947
Ｇ３ １１ 8.420
Ｇ４ １７ 17.961
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.378
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.340
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.901
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.161
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.645
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.508
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（９）が全て満たされていることが分かる。
図２（ａ）〜（ｃ）は、第１実施例に係るズームレンズＺＬの諸収差図である。すなわち、図２（ａ）は広角端状態（ｆ＝５．１２mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図２（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝１３．２２mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図２（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝３４．１３mm）における無限遠合焦時の諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは各像高に対する半画角をそれぞれ示す。また、各収差図において、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。
そして、各収差図より、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態にわたっての各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。その結果、第１実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ１においても、優れた光学性能を確保することができる。
（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。なお、第２実施例のズームレンズは、第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
以下、本願の第２実施例について図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。なお、第２実施例のズームレンズは、第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜２２は、図３における面１〜２２と対応し、表２における群番号Ｇ１〜Ｇ４は、図３における各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４と対応している。また、第２実施例において、第３面、第６面、第７面、第１１面、第１２面、および第１７面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
（表２）
［全体諸元］
ズーム比＝6.67
広角 中間 望遠
ｆ＝5.12 13.20 34.14
ＦＮＯ＝3.81 5.32 5.80
２ω＝79.5 34.8 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.732 5.089 4.531
ＴＬ＝35.430 41.474 47.035
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.0917 0.8000 1.945950 17.98
２ 13.9621 3.9000 1.851350 40.10
３* 150.3336 （ｄ３） 1.000000
４ 40.6354 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.7700 2.4000 1.000000
６* -300.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.3195 0.5500 1.000000
８ 8.7057 1.4000 1.945950 17.98
９ 36.4690 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 0.3000 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.9498 2.0000 1.495890 82.24
１２* -7.7441 0.4500 1.000000
１３ 5.6138 1.4000 1.772500 49.61
１４ -4336.0606 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2337 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 20.0538 2.5000 1.531130 55.73
１８ -17.4087 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.81060E-06,A6=-4.76750E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.88540E-03,A6=2.77170E-04,A8=-1.08830E-05,A10=1.68000E-07
第７面
κ=1.3958,A4=-3.23280E-03,A6=3.29380E-04,A8=-1.38780E-05,A10=2.29690E-07
第１１面
κ=0.5277,A4=-1.43380E-03,A6=-4.99690E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=1.9631,A4=5.50290E-04,A6=-4.62800E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=1.0000,A4=3.10140E-04,A6=1.08000E-05,A8=-6.63950E-07,A10=1.67470E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.50000 6.63846 14.51775
ｄ９＝10.07233 4.60580 0.87827
ｄ１６＝1.87611 6.89114 8.85759
ｄ１８＝3.47365 3.83074 3.27292
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.215
Ｇ２ ４ -5.947
Ｇ３ １１ 8.420
Ｇ４ １７ 17.961
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.378
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.340
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.901
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.161
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.645
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.508
［全体諸元］
ズーム比＝6.67
広角 中間 望遠
ｆ＝5.12 13.20 34.14
ＦＮＯ＝3.81 5.32 5.80
２ω＝79.5 34.8 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.732 5.089 4.531
ＴＬ＝35.430 41.474 47.035
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.0917 0.8000 1.945950 17.98
２ 13.9621 3.9000 1.851350 40.10
３* 150.3336 （ｄ３） 1.000000
４ 40.6354 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.7700 2.4000 1.000000
６* -300.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.3195 0.5500 1.000000
８ 8.7057 1.4000 1.945950 17.98
９ 36.4690 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 0.3000 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.9498 2.0000 1.495890 82.24
１２* -7.7441 0.4500 1.000000
１３ 5.6138 1.4000 1.772500 49.61
１４ -4336.0606 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2337 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 20.0538 2.5000 1.531130 55.73
１８ -17.4087 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.81060E-06,A6=-4.76750E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.88540E-03,A6=2.77170E-04,A8=-1.08830E-05,A10=1.68000E-07
第７面
κ=1.3958,A4=-3.23280E-03,A6=3.29380E-04,A8=-1.38780E-05,A10=2.29690E-07
第１１面
κ=0.5277,A4=-1.43380E-03,A6=-4.99690E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=1.9631,A4=5.50290E-04,A6=-4.62800E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=1.0000,A4=3.10140E-04,A6=1.08000E-05,A8=-6.63950E-07,A10=1.67470E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.50000 6.63846 14.51775
ｄ９＝10.07233 4.60580 0.87827
ｄ１６＝1.87611 6.89114 8.85759
ｄ１８＝3.47365 3.83074 3.27292
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.215
Ｇ２ ４ -5.947
Ｇ３ １１ 8.420
Ｇ４ １７ 17.961
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.378
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.340
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.901
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.161
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.645
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.508
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（９）が全て満たされていることが分かる。
図４（ａ）〜（ｃ）は、第２実施例に係るズームレンズＺＬの諸収差図である。すなわち、図４（ａ）は広角端状態（ｆ＝５．１２mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図４（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝１３．２０mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図４（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝３４．１４mm）における無限遠合焦時の諸収差図である。そして、各収差図より、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態にわたっての各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。その結果、第２実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ１においても、優れた光学性能を確保することができる。
（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例について図５〜図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。なお、第３実施例のズームレンズは、第３レンズ群Ｇ３の一部の形状を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第３実施例の第３レンズ群Ｇ３では、第２の正レンズＬ３２が物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであって、負レンズＬ３３が物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２の正レンズＬ３２と負レンズＬ３３は接合されている。
以下、本発明の第３実施例について図５〜図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズの構成およびズーム軌道を示す図である。なお、第３実施例のズームレンズは、第３レンズ群Ｇ３の一部の形状を除いて第１実施例のズームレンズと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第３実施例の第３レンズ群Ｇ３では、第２の正レンズＬ３２が物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであって、負レンズＬ３３が物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２の正レンズＬ３２と負レンズＬ３３は接合されている。
下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜２２は、図５における面１〜２２と対応し、表３における群番号Ｇ１〜Ｇ４は、図５における各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４と対応している。また、第３実施例において、第３面、第６面、第７面、第１１面、第１２面、および第１７面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
（表３）
［全体諸元］
ズーム比＝6.65
広角 中間 望遠
ｆ＝5.13 13.22 34.14
ＦＮＯ＝3.77 5.26 5.74
２ω＝79.4 34.7 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.781 5.143 4.585
ＴＬ＝35.421 41.502 47.071
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.6074 0.8000 1.945950 17.98
２ 14.1943 3.9000 1.851350 40.10
３* 181.4111 （ｄ３） 1.000000
４ 47.9081 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.8059 2.4000 1.000000
６* -1000.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.3544 0.4500 1.000000
８ 8.7633 1.4000 1.945950 17.98
９ 40.2377 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 0.5000 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.8464 2.0000 1.496970 82.42
１２* -7.6552 0.4500 1.000000
１３ 5.7409 1.4000 1.772500 49.61
１４ 193.2589 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2011 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 21.3643 2.3000 1.531130 56.19
１８ -15.9966 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.65830E-06,A6=-4.03790E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.99610E-03,A6=2.66240E-04,A8=-9.94400E-06,A10=1.45790E-07
第７面
κ=1.4816,A4=-3.37780E-03,A6=3.09620E-04,A8=-1.24590E-05,A10=1.92130E-07
第１１面
κ=-0.0877,A4=-8.86590E-04,A6=-5.73010E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=0.3677,A4=5.70870E-05,A6=-6.80290E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=-2.0974,A4=3.00910E-04,A6=1.83900E-05,A8=-1.04090E-06,A10=2.27840E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.57845 6.74802 14.63847
ｄ９＝9.98000 4.51736 0.78594
ｄ１６＝1.93061 6.94342 8.91209
ｄ１８＝3.52338 3.88512 3.32684
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.309
Ｇ２ ４ -5.976
Ｇ３ １１ 8.415
Ｇ４ １７ 17.547
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.379
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.341
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.908
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.165
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.640
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.421
［全体諸元］
ズーム比＝6.65
広角 中間 望遠
ｆ＝5.13 13.22 34.14
ＦＮＯ＝3.77 5.26 5.74
２ω＝79.4 34.7 13.9
Ｙ＝4.05
Ｂｆ＝4.781 5.143 4.585
ＴＬ＝35.421 41.502 47.071
［レンズ諸元］
Ｎ Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
１ 21.6074 0.8000 1.945950 17.98
２ 14.1943 3.9000 1.851350 40.10
３* 181.4111 （ｄ３） 1.000000
４ 47.9081 0.8000 1.883000 40.77
５ 5.8059 2.4000 1.000000
６* -1000.0000 0.7000 1.851350 40.04
７* 7.3544 0.4500 1.000000
８ 8.7633 1.4000 1.945950 17.98
９ 40.2377 （ｄ９） 1.000000
１０ 0.0000 0.5000 1.000000 （開口絞りＳ１）
１１* 4.8464 2.0000 1.496970 82.42
１２* -7.6552 0.4500 1.000000
１３ 5.7409 1.4000 1.772500 49.61
１４ 193.2589 0.4500 1.903660 31.27
１５ 3.2011 0.6000 1.000000
１６ 0.0000 （ｄ１６） 1.000000 （フレアーカット絞りＳ２）
１７* 21.3643 2.3000 1.531130 56.19
１８ -15.9966 （ｄ１８） 1.000000
１９ 0.0000 0.2100 1.516800 64.12
２０ 0.0000 0.3900 1.000000
２１ 0.0000 0.5000 1.516800 64.12
２２ 0.0000 （Ｂｆ） 1.000000
［非球面データ］
第３面
κ=1.0000,A4=5.65830E-06,A6=-4.03790E-09,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第６面
κ=1.0000,A4=-2.99610E-03,A6=2.66240E-04,A8=-9.94400E-06,A10=1.45790E-07
第７面
κ=1.4816,A4=-3.37780E-03,A6=3.09620E-04,A8=-1.24590E-05,A10=1.92130E-07
第１１面
κ=-0.0877,A4=-8.86590E-04,A6=-5.73010E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１２面
κ=0.3677,A4=5.70870E-05,A6=-6.80290E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１７面
κ=-2.0974,A4=3.00910E-04,A6=1.83900E-05,A8=-1.04090E-06,A10=2.27840E-08
［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
ｄ３＝0.57845 6.74802 14.63847
ｄ９＝9.98000 4.51736 0.78594
ｄ１６＝1.93061 6.94342 8.91209
ｄ１８＝3.52338 3.88512 3.32684
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 30.309
Ｇ２ ４ -5.976
Ｇ３ １１ 8.415
Ｇ４ １７ 17.547
［条件対応値］
条件式（１）Ｎｄ１１＝1.945950
条件式（２）Ｎｄａ＝1.945950
条件式（３）Ｎｄｂ＝1.903660
条件式（４）ＴＬｔ／ｆｔ＝1.379
条件式（５）Ｘ１／ｆｔ＝0.341
条件式（６）ｆ１／ｆｗ＝5.908
条件式（７）（−ｆ２）／ｆｗ＝1.165
条件式（８）ｆ３／ｆｗ＝1.640
条件式（９）ｆ４／ｆｗ＝3.421
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（９）が全て満たされていることが分かる。
図６（ａ）〜（ｃ）は、第３実施例に係るズームレンズＺＬの諸収差図である。すなわち、図６（ａ）は広角端状態（ｆ＝５．１３mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図６（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝１３．２２mm）における無限遠合焦時の諸収差図であり、図６（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝３４．１４mm）における無限遠合焦時の諸収差図である。そして、各収差図より、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態にわたっての各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。その結果、第３実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ１においても、優れた光学性能を確保することができる。
以上、各実施例によれば、高画素の固体撮像素子に適した、変倍比が７倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズおよび光学機器（デジタルスチルカメラ）を実現することができる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
上述の各実施例において、ズームレンズとして４群構成を示したが、５群や６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。特に、第４レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第２レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、開口絞りは第３レンズ群近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
また、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、変倍比が５〜１０程度である。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、第１レンズ群が、正レンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、第２レンズ群は、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を２つ有するのが好ましい。このとき、物体側から順に、負・負・正の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。また、第３レンズ群は、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ、もしくは、正レンズ成分を２つ有するのが好ましい。また、第４レンズ群は、正レンズ成分を１つ有するのが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）をデジタルスチルカメラに使用しているが、これに限られるものではなく、デジタルビデオカメラ等の光学装置にも使用することができる。
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ ズームレンズ
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
Ｓ１ 開口絞り Ｓ２ フレアーカット絞り
Ｉ 像面
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ（負レンズ） Ｌ１２ 正メニスカスレンズ
Ｌ２１ 負メニスカスレンズ（第１の負レンズ） Ｌ２２ 負レンズ（第２の負レンズ）
Ｌ２３ 正メニスカスレンズ
Ｌ３１ 第１の正レンズ Ｌ３２ 第２の正レンズ
Ｌ３３ 負レンズ
Ｌ４１ 正レンズ
ＺＬ ズームレンズ
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
Ｓ１ 開口絞り Ｓ２ フレアーカット絞り
Ｉ 像面
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ（負レンズ） Ｌ１２ 正メニスカスレンズ
Ｌ２１ 負メニスカスレンズ（第１の負レンズ） Ｌ２２ 負レンズ（第２の負レンズ）
Ｌ２３ 正メニスカスレンズ
Ｌ３１ 第１の正レンズ Ｌ３２ 第２の正レンズ
Ｌ３３ 負レンズ
Ｌ４１ 正レンズ
Claims (16)
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズであって、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、および前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔がそれぞれ変化し、
前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとにより実質的に２枚のレンズからなり、
前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとにより実質的に３枚のレンズからなり、
前記第４レンズ群は、両凸形状の１枚の正レンズから構成されており、
前記第１レンズ群における最も物体側の負レンズの屈折率をＮｄ１１としたとき、次式
１．９０＜Ｎｄ１１＜２．５０
の条件を満足し、
前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群のうち２枚のレンズは、前記２枚のレンズのうち物体側のレンズの屈折率をＮｄａとしたとき、次式
１．９０＜Ｎｄａ＜２．５０
の条件を満足するとともに、前記２枚のレンズのうち像側のレンズの屈折率をＮｄｂとしたとき、次式
１．８６＜Ｎｄｂ＜２．５０
の条件を満足し、
前記ズームレンズの望遠端状態における全長をＴＬｔとし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
１．００＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１．３９
の条件を満足し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時における前記第１レンズ群の移動量をＸ１とし、前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離をｆｔとしたとき、次式
０．３４０≦Ｘ１／ｆｔ＜０．３７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
４．００＜ｆ１／ｆｗ＜８．００
の条件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２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．８０＜（−ｆ２）／ｆｗ＜１．５０
の条件を満足す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。 - 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
１．２０＜ｆ３／ｆｗ＜２．００
の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆｗとしたとき、次式
２．００＜ｆ４／ｆｗ＜５．００
の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記２枚のレンズのうち物体側のレンズは、前記第２レンズ群におけるいずれかのレンズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群におけるいずれかのレンズは、前記第２レンズ群における最も像側の正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
- 前記２枚のレンズのうち像側のレンズは、前記第３レンズ群におけるいずれかのレンズであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群が非球面を有していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群が非球面を有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群が非球面を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群が非球面を有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群が樹脂材料を用いた前記両凸形状の１枚の正レンズから構成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増加するように、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群がそれぞれ光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 物体の像を固体撮像素子の撮像面上に結像させることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 物体の像を所定の面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器であって、
前記ズームレンズが請求項１から１５のいずれか一項に記載のズームレンズであることを特徴とする光学機器。
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