JP6044496B2 - ズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 - Google Patents

ズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 Download PDF

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Description

本発明はズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、変倍機能を有する撮像光学系のなかでも望遠端の画角（２ω）が１５°を下回るような望遠系に最適なズームレンズに関するものであり、そのズームレンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
従来より、撮像光学系に好適な望遠ズームレンズとして、以下のようなものが提案されている。
特開平８−８６９６２号公報 特開２０１２−２７２６１号公報 特開２０１３−３７１０５号公報
近年のデジタル一眼レフカメラ、特にミラーレス分野では交換レンズを含めた小型化・軽量化の要請が強くなってきている。一般に望遠端の画角が１５°を下回るようなズームレンズにおいては、全長が増大してしまう傾向にある。また、無理に全長の短縮化を行おうとした場合、各レンズ群のパワーを上げる必要があり、製造誤差による性能劣化が大きくなってしまう。
特許文献１に記載のズームレンズは、現在の小型化・軽量化の要請に対して十分ではない。また、特許文献２，３には小型化を目指したズームレンズが開示されている。しかしながら、小型化した影響により第１群又は第２群のパワーが強くなっており、各レンズ群の設計状態から偏芯した場合の性能劣化が大きくなってしまっている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、望遠端の画角が１５°を下回るようなズームレンズにおいても小型化しつつ、高い製造性を有しながらもズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明のズームレンズは、複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、から構成され、
広角端から望遠端への変倍において、前記第１群が物体側へ移動し、前記第２群が像側へ移動し、前記第３群が物体側へ移動し、前記第４群が物体側へ移動し、
以下の条件式（１）〜（３）を満足し、
前記第３群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔをレンズ群間隔として、前記第３群が、物体側から順に、正レンズ群と、負レンズ群と、正レンズ群と、から構成され、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
−０．６３＜ｆ２／ｆ１＜−０．２５ …（１）
−１０＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３ …（２）
６＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜２０ …（３）
−０．７＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．４ …（４）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｙ’ｍａｘ：最大像高、
であり、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆ３ｎ：第３群内の負レンズ群の焦点距離、
であり、
第３群内の物体側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も物体側のレンズで構成され、
第３群内の負レンズ群は、第３群内で最も強いパワーの負レンズを含み、その負レンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ像側のレンズから、前記負レンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ物体側のレンズで構成され、
第３群内の像側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も像側のレンズで構成される。
第２の発明のズームレンズは、複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、から構成され、
広角端から望遠端への変倍において、前記第１群が物体側へ移動し、前記第２群が像側へ移動し、前記第３群が物体側へ移動し、前記第４群が物体側へ移動し、
以下の条件式（１）〜（３）を満足し、
前記第２群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、前記第２群が、物体側から順に、負群と、正群と、から構成され、前記正群が少なくとも接合レンズを１枚有することを特徴とする。
−０．６３＜ｆ２／ｆ１＜−０．２５ …（１）
−１０＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３ …（２）
６＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜２０ …（３）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｙ’ｍａｘ：最大像高、
である。
第３の発明のズームレンズは、上記第１の発明において、前記第２群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、前記第２群が、物体側から順に、負群と、正群と、から構成され、前記正群が少なくとも接合レンズを１枚有することを特徴とする。
第４の発明のズームレンズは、上記第２又は第３の発明において、前記第２群の負群が物体側面を凸面とする負のメニスカスレンズから構成され、前記第２群の正群が、物体側面を凸面とするレンズと、像側面を凹面とするレンズと、から構成されることを特徴とする。
第５の発明のズームレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、無限遠から近接距離物体へのフォーカシングに際し、前記第４群が光軸に沿って像面側に移動することを特徴とする。
第６の発明のズームレンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第４群が少なくとも正レンズ及び負レンズを有することを特徴とする。
第７の発明のズームレンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第３群内の正レンズ群のうちどちらか一方が少なくとも正レンズを２枚有することを特徴とする。
第８の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明に係るズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする。
第９の発明のデジタル機器は、上記第８の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
本発明によれば、望遠端の画角（２ω）が１５°を下回るようなズームレンズにおいても小型化しつつ、高い製造性を有しながらもズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。そのズームレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。
第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。 第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。 第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。 第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。 第５の実施の形態（実施例５）の光学構成図。 第６の実施の形態（実施例６）の光学構成図。 第７の実施の形態（実施例７）の光学構成図。 第８の実施の形態（実施例８）の光学構成図。 第９の実施の形態（実施例９）の光学構成図。 第１０の実施の形態（実施例１０）の光学構成図。 第１１の実施の形態（実施例１１）の光学構成図。 実施例１の収差図。 実施例２の収差図。 実施例３の収差図。 実施例４の収差図。 実施例５の収差図。 実施例６の収差図。 実施例７の収差図。 実施例８の収差図。 実施例９の収差図。 実施例１０の収差図。 実施例１１の収差図。 ズームレンズを搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
以下、本発明に係るズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係るズームレンズは、複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、から構成され、（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、広角端から望遠端への変倍において、前記第１群が物体側へ移動し、前記第２群が像側へ移動し、前記第３群が物体側へ移動し、前記第４群が物体側へ移動し、以下の条件式（１）〜（３）を満足する構成になっている。
−０．６３＜ｆ２／ｆ１＜−０．２５ …（１）
−１０＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３ …（２）
６＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜２０ …（３）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｙ’ｍａｘ：最大像高、
である。
上記のズーム構成では、望遠系ズームレンズにおいて良好な光学性能と小型化を達成するために正群先行の構成をとっている。さらに、第２群を負、第３群を正のパワー配置とすることにより、広角端ではレトロフォーカス的なパワー配置でレンズバックを確保し、望遠端では第２群と第３群の間隔を減少させてレトロフォーカス的なパワーを減少させることにより、全長をコンパクトにしている。
条件式（１）は、第１群と第２群の焦点距離を適切に配置するための条件式である。条件式（１）の下限を下回ると、正の第１群に対する負の第２群のパワーが弱くなりすぎて、第１群で発生する球面収差，コマ収差，像面湾曲を補正することが困難となる。条件式（１）の上限を上回ると、第１群のパワーが不足し、変倍時における第１群の移動量が増加し、全長の短縮化が困難となる。したがって、条件式（１）を満たすことにより、光学性能の向上と全長の短縮化とをバランス良く達成することが可能になる。
条件式（２）は、第２群の焦点距離を適切に配置するための条件式である。条件式（２）の下限を下回ると、第２群の焦点距離が長くなりすぎて、変倍時における第２群移動量の増加により全長の短縮化が困難となる。条件式（２）の上限を上回ると、第２群のパワーが強くなりすぎて、製造誤差による偏芯が起こった場合の性能劣化が大きくなってしまう。また、第２群で発生する高次の球面収差やコマ収差が大きくなってしまう。したがって、条件式（２）を満たすことにより、光学性能の向上と全長の短縮化とをバランス良く達成することが可能になる。
条件式（３）は、第１群の焦点距離を適切に配置するための条件式である。条件式（３）の下限を下回ると、第１群の焦点距離が長くなりすぎて、変倍時における第１群移動量の増加により全長の短縮化が困難となる。条件式（３）の上限を上回ると、第１群のパワーが強くなりすぎて、製造誤差による偏芯が起こった場合の性能劣化が大きくなってしまう。また、第１群で発生する高次の球面収差やコマ収差が大きくなってしまう。したがって、条件式（３）を満たすことにより、光学性能の向上と全長の短縮化とをバランス良く達成することが可能になる。
上記特徴的構成によると、望遠端の画角（２ω）が１５°を下回るようなズームレンズにおいても小型化しつつ、高い製造性を有しながらもズーム全域において良好な光学性能が得られるズームレンズ及びそれを備えた撮像光学装置を実現することができる。そのズームレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。例えば、本発明に係るズームレンズは、デジタルカメラ用・ビデオカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型の交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
−０．５８＜ｆ２／ｆ１＜−０．３０ …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
−８＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３．４ …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
８＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜１８ …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第３群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔをレンズ群間隔として、前記第３群が、物体側から順に、正レンズ群と、負レンズ群と、正レンズ群と、から構成され、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−０．７＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．４ …（４）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆ３ｎ：第３群内の負レンズ群の焦点距離、
であり、
第３群内の物体側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も物体側のレンズで構成され、
第３群内の負レンズ群は、第３群内で最も強いパワーの負レンズを含み、その負レンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ像側のレンズから、前記負レンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ物体側のレンズで構成され、
第３群内の像側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も像側のレンズで構成される。
条件式（４）は、第３群内の焦点距離を適切に配置するための条件式である。条件式（４）の下限を下回ると、第３群内の負のパワーが不足して、ペッツバール和が大きくなり、像面湾曲が補正不足となってしまう。条件式（４）の上限を上回ると、第３群内での負のパワーが過剰となり、相対的に正レンズ群のパワーも強くなり変倍時の入射光線の変化による球面収差，コマ収差の変動が大きくなってしまう。また、製造誤差による性能劣化も大きくなる。したがって、条件式（４）を満たすことにより、光学性能の向上をバランス良く達成することが可能になる。
以下の条件式（４ａ）を満足することが更に望ましい。
−０．６８＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．４５ …（４ａ）
この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第２群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、前記第２群が、物体側から順に、負群と、正群と、から構成され、前記正群が少なくとも接合レンズを１枚有することが望ましい。このように構成することにより、変倍時の色収差変動を効果的に抑えることができる。
第２群が、上記のように物体側から順に負群と正群とからなり、更に以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ２ｎ／ｆ２＜１．４ …（５）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ２ｎ：第２群内の負群の焦点距離、
である。
条件式（５）は、第２群内の負群の焦点距離を規制している。条件式（５）の下限を下回ると、負群の焦点距離が短くなりすぎて、レンズの偏芯などの製造誤差による性能劣化が大きくなってしまう。条件式（５）の上限を上回ると、第２群内の負のパワーが不足して、第２群内の色収差が補正不足になり、変倍時の色収差変動が大きくなってしまう。また、ペッツバール和が大きくなり、像面性の補正が困難となる。したがって、条件式（５）を満たすことにより、光学性能の向上をバランス良く達成することが可能になる。
以下の条件式（５ａ）を満足することが更に望ましい。
０．４７＜ｆ２ｎ／ｆ２＜１．１８ …（５ａ）
この条件式（５ａ）は、前記条件式（５）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（５ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第２群の負群が物体側面を凸面とする負のメニスカスレンズから構成され、前記第２群の正群が、物体側面を凸面とするレンズと、像側面を凹面とするレンズと、から構成されることが望ましい。このように、第２群の物体側のレンズを負のメニスカスレンズとすることにより、変倍時に変化する入射光線に対して極端に入射角が大きくなるのを防ぐことができ、物体側面で生じるコマ収差を抑えることができる。また、第２群の正群の物体側面を凸形状とすることにより、負群中の物体側の凹レンズで発生した負の球面収差を打ち消すことが可能であり、さらに収斂作用によりレンズが大きくなることを防ぐことができる。最も像側のレンズの像側面を凹面形状とすることにより、第２群の正群で発生するコマ収差，倍率色収差の補正が容易になる。
無限遠から近接距離物体へのフォーカシングに際し、前記第４群が光軸に沿って像面側に移動することが望ましい。このようにすれば、フォーカス群の軽量・小型化を容易にすることができる。その結果、高速なフォーカシングと、レンズ鏡胴全体の小型化と、が可能になる。
前記第４群が少なくとも正レンズ及び負レンズを有することが望ましい。このようにすれば、変倍における軸上色収差・倍率色収差変動を抑えることができる。さらに、第４群をフォーカス群とした場合、近接物体へのフォーカシング時に発生する軸上色収差・倍率色収差の変動も抑えることができる。
前記第３群内の正レンズ群のうちどちらか一方が少なくとも正レンズを２枚有することが望ましい。このようにすれば、単レンズが極端に強い正パワーを持つことを抑えることができ、変倍時の収差変動・製造誤差による性能劣化を抑えることができる。
本発明に係るズームレンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、レンズ交換式デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成するズームレンズと、そのズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有するズームレンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），モバイルコンピューター等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図２３に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図２３に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを変倍可能に形成するズームレンズＺＬ（ＡＸ：光軸）と、平行平面板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）と、ズームレンズＺＬにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。
ズームレンズＺＬは、物体側から順に正負正負のレンズ群からなり、各群間隔を変化させることにより広角端から望遠端までの変倍（すなわちズーミング）を行う４成分ズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍において、第１群が物体側へ移動し、第２群が像側へ移動し、第３群が物体側へ移動し、第４群が物体側へ移動する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。ズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、ズームレンズＺＬによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；ズーミング，フォーカシング，手振れ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
ここで、第１〜第１１の実施の形態を挙げて、ズームレンズＺＬの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図１１は、第１〜第１１の実施の形態を構成するズームレンズＺＬにそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端（Ｗ）と望遠端（Ｔ）でのレンズ配置，レンズ形状等を光学断面で示している。これらのズームレンズＺＬは、物体側から順に、正パワーの第１群Ｇｒ１と、負パワーの第２群Ｇｒ２と、正パワーの第３群Ｇｒ３と、負パワーの第４群Ｇｒ４と、から構成されている。
各光学構成図（図１〜図１１）中の矢印ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３，第４群Ｇｒ４の移動をそれぞれ模式的に示している。このように、ズームレンズＺＬは軸上での各群間隔を全て変化させることにより広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までの変倍（すなわちズーミング）を行う構成になっており、変倍時には、第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４が像面ＩＭに対して相対的にそれぞれ移動する。絞り（開口絞り）ＳＴは第３群Ｇｒ３の物体側に位置しており、変倍において第３群Ｇｒ３と共に移動する。また、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には、第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との間隔が増大し、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との間隔が減少し、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔が減少し、第４群Ｇｒ４と像面ＩＭとの間隔は増大する。フォーカシング時には、第４群Ｇｒ４が光軸ＡＸに沿って移動する。つまり、第４群Ｇｒ４はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、無限遠から近距離物体へのフォーカシングにおいて像面ＩＭ側へ移動する。
第１〜第５，第８〜第１１の実施の形態では、第２群Ｇｒ２が、物体側から順に、負群Ｇｒ２Ａと、正群Ｇｒ２Ｂと、から構成されている。つまり、第２群Ｇｒ２中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、第２群Ｇｒ２は、物体側から順に、負群Ｇｒ２Ａと、少なくとも接合レンズを１枚有する正群Ｇｒ２Ｂと、から構成されている。
第１〜第１１の実施の形態では、第３群Ｇｒ３が、物体側から順に、正レンズ群Ｇｒ３Ａと、負レンズ群Ｇｒ３Ｂと、正レンズ群Ｇｒ３Ｃと、から構成されている。つまり、第３群Ｇｒ３中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔをレンズ群間隔として、第３群Ｇｒ３が、物体側から順に、正レンズ群Ｇｒ３Ａと、負レンズ群Ｇｒ３Ｂと、正レンズ群Ｇｒ３Ｃと、から構成されている。ただし、第３群Ｇｒ３内の物体側の正レンズ群Ｇｒ３Ａは、第３群Ｇｒ３内で最も強い負のパワーのレンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群Ｇｒ３内で最も物体側のレンズで構成される。また、第３群Ｇｒ３内の負レンズ群Ｇｒ３Ｂは、第３群Ｇｒ３内で最も強いパワーの負レンズを含み、その負レンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ像側のレンズから、前記負レンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ物体側のレンズで構成される。さらに、第３群Ｇｒ３内の像側の正レンズ群Ｇｒ３Ｃは、第３群Ｇｒ３内で最も強い負のパワーのレンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群Ｇｒ３内で最も像側のレンズで構成される。
第１の実施の形態（図１）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズ１枚で構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは像側に凸の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第２の実施の形態（図２）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズ２枚で構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第３の実施の形態（図３）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズ２枚で構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第４の実施の形態（図４）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズ２枚で構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第５の実施の形態（図５）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズ２枚で構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第６の実施の形態（図６）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、で構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズ１枚で構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズ１枚で構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは像側に凸の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた平凹の負レンズとで構成されている。
第７の実施の形態（図７）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとからなる接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズ１枚で構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズ１枚で構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは像側に凸の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第８の実施の形態（図８）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズと像側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第９の実施の形態（図９）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズ２枚で構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズ２枚で構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第１０の実施の形態（図１０）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは両凸の正レンズと像側に凸の正メニスカスレンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
第１１の実施の形態（図１１）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる接合レンズ１枚で構成されている。第２群Ｇｒ２において、負群Ｇｒ２Ａは像側に凹の負メニスカスレンズで構成されており、正群Ｇｒ２Ｂは両凸の正レンズと両凹の負レンズとからなる接合レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３において、正レンズ群Ｇｒ３Ａは両凸の正レンズ２枚で構成されており、負レンズ群Ｇｒ３Ｂは両凹の負レンズと像側に凹の負メニスカスレンズとの接合レンズ１枚で構成されており、正レンズ群Ｇｒ３Ｃは像側に凸の正メニスカスレンズと両凸の正レンズとで構成されており、第３群Ｇｒ３の物体側には絞りＳＴが配置されている。第４群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。
以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜１１（ＥＸ１〜１１）は、前述した第１〜第１１の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第１１の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図１１）は、対応する実施例１〜１１のレンズ配置，レンズ形状光路等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄ，ｔ／ｙ’ｍａｘ（ｔ：レンズ間隔，ｙ’ｍａｘ：最大像高）を示す。また、各種データとして、ズーム比（ｚｏｏｍ ｒａｔｉｏ，変倍比）を示し、さらに各焦点距離状態Ｗ，Ｍ，Ｔについて、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙ’ｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），及び可変面間隔（ｄｉ，ｉ：面番号，ｍｍ）を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４の焦点距離（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４；ｍｍ）を示す。ただし、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記しており、レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。また、表１に条件式対応値を各実施例について示し、表２に第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３の部分群（負群Ｇｒ２Ａ，正群Ｇｒ２Ｂ；正レンズ群Ｇｒ３Ａ，負レンズ群Ｇｒ３Ｂ，正レンズ群Ｇｒ３Ｃ）の焦点距離を各実施例について示す。
図１２〜図２２は、実施例１〜実施例１１（ＥＸ１〜ＥＸ１１）にそれぞれ対応する収差図（無限遠合焦状態での縦収差図）であり、（Ａ）〜（Ｃ）は広角端Ｗ、（Ｄ）〜（Ｆ）は中間焦点距離状態Ｍ、（Ｇ）〜（Ｉ）は望遠端Ｔにおける諸収差をそれぞれ示している。また、図１２〜図２２において、（Ａ），（Ｄ），（Ｇ）は球面収差図、（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ）は非点収差図、（Ｃ），（Ｆ），（Ｉ）は歪曲収差図である。
球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧ ＨＴの最大値（すなわち、最大像高ｙ’ｍａｘ）は、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分（すなわち、対角像高）に相当する。
実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 52.594 2.000 1.91082 35.25
2 38.917 8.000 1.48749 70.44
3 3987.708 variable
4 114.892 1.800 1.83481 42.72
5 24.059 8.256 0.581
6 30.650 5.920 1.75211 25.05
7 -239.193 1.500 1.90366 31.31
8 66.130 variable
9 (stop) infinity 1.500
10 55.226 2.684 1.49700 81.61
11 -73.572 0.500 0.035
12 28.604 2.398 1.48749 70.44
13 90.512 5.675 0.400
14 -38.120 1.200 1.75520 27.53
15 39.367 6.496 0.457
16 -129.595 2.319 1.83481 42.72
17 -33.266 0.500 0.035
18 56.051 2.822 1.49700 81.61
19 -52.149 variable
20 -56.079 2.559 1.59270 35.45
21 -25.922 4.884 0.344
22 -21.437 1.000 1.69680 55.46
23 175.162 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.34
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 56.291 82.189 131.888
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.158 9.802 6.145
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.570 147.320 171.425
BF 19.998 29.428 45.204
d3 11.368 34.676 58.494
d8 17.164 10.996 3.714
d19 16.028 10.208 2.000
d23 19.998 29.428 45.204
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 153.340
2 ( 4- 8) -68.640
3 ( 9- 19) 38.128
4 ( 20- 23) -45.045
実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 54.338 0.800 1.91082 35.25
2 41.692 6.141 1.48749 70.44
3 326.381 variable
4 76.160 8.000 1.83481 42.72
5 23.754 6.290 0.443
6 24.330 5.021 1.71736 29.50
7 -46.443 0.750 1.91082 35.25
8 44.274 variable
9 (stop) infinity 0.500
10 51.945 2.860 1.61800 63.39
11 -57.434 0.500 0.035
12 24.363 2.915 1.49700 81.61
13 1218.203 2.805 0.198
14 -35.047 3.000 1.80610 33.27
15 22.929 0.500 0.035
16 20.232 2.065 1.75211 25.05
17 23.858 4.414 0.311
18 280.602 2.432 1.56883 56.04
19 -33.764 0.500 0.035
20 111.142 2.710 1.49700 81.61
21 -29.808 variable
22 -31.037 1.500 1.84666 23.78
23 -25.072 8.535 0.601
24 -20.378 1.500 1.69680 55.46
25 163.742 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.35
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 56.220 81.350 131.864
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.175 9.901 6.146
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.554 146.014 171.395
BF 18.274 24.437 35.429
d3 12.534 37.460 66.355
d8 22.609 13.615 3.874
d21 9.400 6.766 2.000
d25 18.274 24.437 35.429
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 190.927
2 ( 4- 8) -60.371
3 ( 9- 21) 33.463
4 ( 22- 25) -33.575
実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 81.789 0.800 1.91082 35.25
2 54.987 5.249 1.59282 68.62
3 1823.892 variable
4 67.524 4.000 1.88100 40.14
5 24.159 5.572 0.392
6 25.059 6.296 1.71736 29.50
7 -47.307 0.800 1.91082 35.25
8 49.645 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 40.953 2.799 1.61800 63.39
11 -93.443 0.500 0.035
12 23.973 2.886 1.49700 81.61
13 484.941 2.843 0.200
14 -34.451 1.000 1.91082 35.25
15 24.535 0.500 0.035
16 19.593 3.000 1.59270 35.45
17 22.979 3.627 0.255
18 89.392 2.995 1.56883 56.04
19 -26.384 0.500 0.035
20 80.806 2.594 1.49700 81.61
21 -38.634 variable
22 -47.419 2.000 1.84666 23.78
23 -30.030 7.964 0.561
24 -20.001 1.500 1.80420 46.50
25 83.863 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.38
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 55.292 81.144 131.839
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.403 9.926 6.147
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.573 148.861 171.374
BF 18.673 24.288 34.650
d3 15.082 43.710 71.894
d8 25.843 16.261 4.103
d21 9.049 6.677 2.802
d25 18.673 24.288 34.650
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 197.538
2 ( 4- 8) -67.386
3 ( 9- 21) 32.684
4 ( 22- 25) -27.955
実施例４
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 86.267 0.800 1.91082 35.25
2 57.555 5.943 1.59282 68.62
3 3533.975 variable
4 101.769 2.864 1.88100 40.14
5 25.667 3.445 0.243
6 26.780 5.906 1.71736 29.50
7 -47.864 0.800 1.91082 35.25
8 70.765 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 41.891 2.767 1.61800 63.39
11 -112.549 0.500 0.035
12 24.470 2.936 1.49700 81.61
13 259.464 2.913 0.205
14 -41.000 2.211 1.91082 35.25
15 29.191 0.500 0.035
16 22.454 3.000 1.59270 35.45
17 24.912 3.262 0.230
18 411.011 3.010 1.56883 56.04
19 -28.246 0.500 0.035
20 49.984 3.280 1.49700 81.61
21 -44.137 variable
22 -47.018 2.111 1.84666 23.78
23 -28.709 6.953 0.490
24 -19.799 1.879 1.80420 46.50
25 80.619 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.91
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 45.258 81.615 131.828
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 17.419 9.870 6.148
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.607 157.909 171.372
BF 18.001 24.120 34.873
d3 2.000 50.168 73.242
d8 41.457 20.803 3.686
d21 9.067 6.737 3.491
d25 18.001 24.120 34.873
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 204.346
2 ( 4- 8) -69.389
3 ( 9- 21) 33.303
4 ( 22- 25) -28.121
実施例５
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 78.094 1.443 1.91082 35.25
2 53.711 5.722 1.59282 68.62
3 482.027 variable
4 72.908 8.000 1.88100 40.14
5 28.331 6.600 0.465
6 29.223 4.454 1.71736 29.50
7 -68.017 0.850 1.91082 35.25
8 54.825 variable
9 (stop) infinity 0.500
10 41.155 3.050 1.61800 63.39
11 -82.487 0.500 0.035
12 24.926 2.843 1.49700 81.61
13 121.090 3.437 0.242
14 -46.297 3.000 1.91082 35.25
15 25.663 0.500 0.035
16 20.843 3.000 1.59270 35.45
17 23.850 4.548 0.320
18 2108.708 2.685 1.56883 56.04
19 -33.791 0.500 0.035
20 63.273 3.287 1.49700 81.61
21 -35.863 variable
22 -54.512 2.075 1.84666 23.78
23 -32.244 7.519 0.530
24 -22.097 1.286 1.80420 46.50
25 89.199 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.34
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 56.291 82.194 131.858
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.158 9.802 6.147
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 131.566 150.445 171.391
BF 18.335 24.455 35.471
d3 2.000 32.478 64.411
d8 36.033 21.125 3.710
d21 9.400 6.589 2.000
d25 18.335 24.455 35.471
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 217.327
2 ( 4- 8) -86.804
3 ( 9- 21) 37.578
4 ( 22- 25) -31.903
実施例６
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 87.114 2.000 1.90366 31.31
2 58.247 7.955 1.48749 70.44
3 -631.679 0.500 0.035
4 54.073 3.911 1.49700 81.61
5 78.305 variable
6 73.423 2.000 1.91082 35.25
7 23.155 8.942 0.630
8 27.644 6.396 1.75211 25.05
9 -109.054 2.057 0.145
10 -84.718 1.500 1.90366 31.31
11 49.046 variable
12 (stop) infinity 1.000
13 34.924 3.293 1.65844 50.85
14 -112.002 7.423 0.523
15 -26.188 1.500 1.75211 25.05
16 54.970 2.719 0.191
17 -161.997 2.967 1.88100 40.14
18 -29.542 0.500 0.035
19 46.941 3.444 1.48749 70.44
20 -48.949 variable
21 -71.577 2.259 1.84666 23.78
22 -30.446 4.243 0.299
23 -24.432 1.000 1.91082 35.25
24 infinity variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.66
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 50.191 82.201 133.658
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 15.797 9.801 6.064
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.686 149.291 171.406
BF 20.104 31.997 47.573
d5 2.000 29.277 52.923
d11 20.257 11.050 3.293
d20 18.718 11.360 2.010
d24 20.104 31.997 47.573
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 5) 142.286
2 ( 6- 11) -53.222
3 ( 12- 20) 36.030
4 ( 21- 24) -53.066
実施例７
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 112.364 2.000 1.90366 31.31
2 68.521 6.960 1.48749 70.44
3 -396.071 0.500 0.035
4 57.744 4.049 1.48749 70.44
5 95.514 variable
6 133.121 2.958 1.75211 25.05
7 -259.882 3.671 0.259
8 -150.203 2.000 1.91082 35.25
9 22.922 3.823 0.269
10 26.727 3.075 1.84666 23.78
11 53.574 variable
12 (stop) infinity 1.000 0.070
13 35.433 3.075 1.74400 44.72
14 -262.568 9.272 0.653
15 -26.498 1.500 1.75211 25.05
16 50.961 2.736 0.193
17 -262.356 4.000 1.83481 42.72
18 -28.864 0.500 0.035
19 46.137 3.665 1.48749 70.44
20 -51.405 variable
21 -90.946 3.430 1.80518 25.46
22 -27.819 2.617 0.184
23 -23.855 2.000 1.91082 35.25
24 2642.274 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.67
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 50.066 82.212 133.704
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 15.835 9.800 6.062
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.633 150.628 171.401
BF 20.266 27.657 38.954
d5 2.377 36.573 65.310
d11 22.685 11.093 2.308
d20 18.475 12.475 2.000
d24 20.266 27.657 38.954
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 5) 150.106
2 ( 6- 11) -55.563
3 ( 12- 20) 36.748
4 ( 21- 24) -60.500
実施例８
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 58.099 3.000 1.90366 31.31
2 44.172 5.676 1.48749 70.44
3 419.930 variable
4 167.066 2.880 1.83481 42.72
5 24.848 3.573 0.252
6 24.577 5.884 1.71736 29.50
7 -30.391 0.800 1.91082 35.25
8 58.724 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 50.466 3.073 1.61800 63.39
11 -44.801 0.500 0.035
12 21.456 2.951 1.49700 81.61
13 179.022 2.949 0.208
14 -33.660 1.000 1.80610 33.27
15 17.859 0.500 0.035
16 17.279 2.538 1.75211 25.05
17 22.223 2.847 0.200
18 95.144 2.693 1.56883 56.04
19 -29.863 4.544 0.320
20 -224.787 2.632 1.49700 81.61
21 -23.612 variable
22 -32.541 1.500 1.84666 23.78
23 -25.718 7.867 0.554
24 -20.162 1.500 1.56883 56.04
25 69.014 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.45
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 53.735 81.043 131.835
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.803 9.938 6.148
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.597 145.420 171.460
BF 18.495 24.705 35.854
d3 18.186 42.849 70.285
d8 21.875 11.712 3.657
d21 8.634 6.747 2.257
d25 18.495 24.705 35.854
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 190.159
2 ( 4- 8) -49.764
3 ( 9- 21) 32.942
4 ( 22- 25) -36.228
実施例９
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 60.186 3.000 1.90366 31.31
2 45.423 7.610 1.48749 70.44
3 390.006 variable
4 157.714 2.261 1.83481 42.72
5 22.136 2.130 0.150
6 23.154 6.870 1.71736 29.50
7 -41.845 0.800 1.90366 31.31
8 83.087 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 38.674 2.901 1.61800 63.39
11 -85.684 0.500 0.035
12 26.542 2.849 1.49700 81.61
13 -909.204 2.732 0.192
14 -35.446 1.000 1.80610 33.27
15 21.657 0.500 0.035
16 21.149 4.748 1.75211 25.05
17 28.777 2.747 0.193
18 228.781 2.390 1.56883 56.04
19 -35.301 0.500 0.035
20 114.574 2.662 1.48749 70.44
21 -29.803 variable
22 -26.050 1.500 1.84666 23.78
23 -21.677 7.589 0.534
24 -17.518 1.500 1.56883 56.04
25 90.196 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.45
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 53.749 80.792 131.803
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.799 9.968 6.149
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.543 147.814 171.306
BF 18.246 24.330 35.306
d3 13.687 43.272 72.656
d8 28.118 16.128 3.519
d21 9.201 6.794 2.535
d25 18.246 24.330 35.306
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 204.604
2 ( 4- 8) -64.420
3 ( 9- 21) 33.036
4 ( 22- 25) -33.196
実施例１０
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 57.374 2.398 1.90366 31.31
2 43.949 5.769 1.48749 70.44
3 442.074 variable
4 134.904 1.800 1.83481 42.72
5 23.544 3.776 0.266
6 23.105 6.140 1.71736 29.50
7 -28.716 0.800 1.91082 35.25
8 50.818 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 39.963 3.303 1.61800 63.39
11 -43.642 0.500 0.035
12 23.464 2.901 1.49700 81.61
13 551.601 2.889 0.203
14 -30.458 1.000 1.80610 33.27
15 17.314 0.692 0.049
16 16.985 2.977 1.75211 25.05
17 21.289 3.038 0.214
18 109.585 2.584 1.56883 56.04
19 -31.368 4.487 0.316
20 -412.603 2.774 1.49700 81.61
21 -22.103 variable
22 -31.806 1.500 1.84666 23.78
23 -25.401 8.180 0.576
24 -20.331 1.500 1.56883 56.04
25 72.603 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.45
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 53.721 81.141 131.801
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.806 9.926 6.149
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.580 145.505 171.466
BF 18.587 24.751 35.920
d3 19.555 43.541 70.070
d8 20.427 10.959 3.773
d21 8.506 6.748 2.197
d25 18.587 24.751 35.920
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 184.654
2 ( 4- 8) -46.380
3 ( 9- 21) 32.983
4 ( 22- 25) -36.869
実施例１１
単位：mm
面データ
i r d nd vd t/y'max
object infinity infinity
1 59.751 3.000 1.90366 31.31
2 45.505 5.574 1.48749 70.44
3 421.746 variable
4 141.932 4.000 1.83481 42.72
5 25.452 4.167 0.293
6 25.346 6.015 1.71736 29.50
7 -33.196 0.800 1.91082 35.25
8 56.651 variable
9 (stop) infinity 0.500 0.035
10 62.503 2.764 1.58913 61.25
11 -55.625 0.500 0.035
12 22.046 3.835 1.49700 81.61
13 -249.261 3.173 0.223
14 -40.392 2.234 1.80610 33.27
15 32.072 3.000 1.75211 25.05
16 28.727 5.483 0.386
17 -235.712 2.261 1.56883 56.04
18 -32.505 0.500 0.035
19 61.766 2.660 1.48749 70.44
20 -39.873 variable
21 -29.703 1.500 1.84666 23.78
22 -23.565 7.206 0.507
23 -18.879 1.171 1.56883 56.04
24 86.167 variable
image infinity
各種データ
zoom ratio 2.45
広角(W) 中間(M) 望遠(T)
Fl 53.745 80.992 131.885
Fno. 3.600 5.000 5.700
ω 14.800 9.944 6.145
y'max 14.200 14.200 14.200
TL 126.585 144.753 171.488
BF 18.586 24.800 35.979
d3 16.816 41.712 70.486
d8 22.273 11.155 2.435
d20 8.568 6.744 2.246
d24 18.586 24.800 35.979
ズームレンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 3) 196.288
2 ( 4- 8) -52.255
3 ( 9- 20) 33.012
4 ( 21- 24) -36.708
Figure 0006044496
Figure 0006044496
ＤＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像光学装置
ＺＬ ズームレンズ
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
Ｇｒ２Ａ 負群
Ｇｒ２Ｂ 正群
Ｇｒ３Ａ 正レンズ群
Ｇｒ３Ｂ 負レンズ群
Ｇｒ３Ｃ 正レンズ群
ＳＴ 絞り
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリー
４ 操作部
５ 表示部

Claims (9)

  1. 複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
    物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、から構成され、
    広角端から望遠端への変倍において、前記第１群が物体側へ移動し、前記第２群が像側へ移動し、前記第３群が物体側へ移動し、前記第４群が物体側へ移動し、
    以下の条件式（１）〜（３）を満足し、
    前記第３群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔをレンズ群間隔として、前記第３群が、物体側から順に、正レンズ群と、負レンズ群と、正レンズ群と、から構成され、以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズ；
    −０．６３＜ｆ２／ｆ１＜−０．２５ …（１）
    −１０＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３ …（２）
    ６＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜２０ …（３）
    −０．７＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．４ …（４）
    ただし、
    ｆ１：第１群の焦点距離、
    ｆ２：第２群の焦点距離、
    ｙ’ｍａｘ：最大像高、
    であり、
    ｆ３：第３群の焦点距離、
    ｆ３ｎ：第３群内の負レンズ群の焦点距離、
    であり、
    第３群内の物体側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も物体側のレンズで構成され、
    第３群内の負レンズ群は、第３群内で最も強いパワーの負レンズを含み、その負レンズから物体側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ像側のレンズから、前記負レンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズの１つ物体側のレンズで構成され、
    第３群内の像側の正レンズ群は、第３群内で最も強い負のパワーのレンズから像側へ順にｔ／ｙ’ｍａｘを計算して、最初に隣合うレンズ間隔ｔがｔ／ｙ’ｍａｘ＝０．１４以上離れているレンズから第３群内で最も像側のレンズで構成される。
  2. 複数のレンズ群を光軸に沿って移動させて各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
    物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、から構成され、
    広角端から望遠端への変倍において、前記第１群が物体側へ移動し、前記第２群が像側へ移動し、前記第３群が物体側へ移動し、前記第４群が物体側へ移動し、
    以下の条件式（１）〜（３）を満足し、
    前記第２群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、前記第２群が、物体側から順に、負群と、正群と、から構成され、前記正群が少なくとも接合レンズを１枚有することを特徴とするズームレンズ；
    −０．６３＜ｆ２／ｆ１＜−０．２５ …（１）
    −１０＜ｆ２／ｙ’ｍａｘ＜−３ …（２）
    ６＜ｆ１／ｙ’ｍａｘ＜２０ …（３）
    ただし、
    ｆ１：第１群の焦点距離、
    ｆ２：第２群の焦点距離、
    ｙ’ｍａｘ：最大像高、
    である。
  3. 前記第２群中のレンズ間隔ｔのうち、条件式（０）：０．１４＜ｔ／ｙ’ｍａｘを満たすレンズ間隔ｔを群間隔として、前記第２群が、物体側から順に、負群と、正群と、から構成され、前記正群が少なくとも接合レンズを１枚有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
  4. 前記第２群の負群が物体側面を凸面とする負のメニスカスレンズから構成され、前記第２群の正群が、物体側面を凸面とするレンズと、像側面を凹面とするレンズと、から構成されることを特徴とする請求項２又は３記載のズームレンズ。
  5. 無限遠から近接距離物体へのフォーカシングに際し、前記第４群が光軸に沿って像面側に移動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第４群が少なくとも正レンズ及び負レンズを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第３群内の正レンズ群のうちどちらか一方が少なくとも正レンズを２枚有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
  9. 請求項８記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
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