WO2006033280A1 - ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ - Google Patents

ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ Download PDF

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WO2006033280A1
WO2006033280A1 PCT/JP2005/017043 JP2005017043W WO2006033280A1 WO 2006033280 A1 WO2006033280 A1 WO 2006033280A1 JP 2005017043 W JP2005017043 W JP 2005017043W WO 2006033280 A1 WO2006033280 A1 WO 2006033280A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
lens system
focal length
lens group
wide
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/017043
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Keiki Yoshitsugu
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to JP2006536357A priority Critical patent/JP5049012B2/ja
Publication of WO2006033280A1 publication Critical patent/WO2006033280A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens system, an imaging device, and a camera, and more particularly to a small and high-quality zoom lens system suitable for a digital still camera, a digital video camera, and the like, an imaging device including the zoom lens system, and the imaging device It is related with a camera provided with.
  • a digital still camera using a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) is an optical low-pass filter between the last part of the lens element and the solid-state image sensor. Therefore, a lens system with a relatively long back focus is required.
  • the photographing optical system of a digital still camera is required to have good telecentric characteristics in order to avoid shading that causes a reduction in the amount of peripheral light on the image plane.
  • the power of digital still cameras that can be considered in many forms is the compact type.
  • a zoom lens having a higher magnification and a higher imaging performance has been demanded.
  • a zoom lens suitable for the compact type in order from the object side, a three-group zoom lens composed of a first lens group having a negative power, a second lens group having a positive power, and a third lens group having a positive power Many have been proposed!
  • These three-group zoom lenses can form a compact zoom lens with a wide angle of view at the wide-angle end if the zoom ratio is about 3 times.
  • the F-number at the telephoto end is larger than the number at the wide-angle end, a high-power zoom lens cannot be obtained.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-42215
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-72087
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-212616
  • the zoom lens described in Patent Document 1 is difficult to be compactly accommodated when not in use since the zoom lens described in Patent Document 1 has a large number of power lenses that can obtain a zoom ratio of about 6 times.
  • the zoom lens described in Patent Document 2 has a small number of lenses, and therefore has a small power scaling ratio of about 3 times that can be stored compactly when not in use.
  • the zoom lens described in Patent Document 3 has a zoom ratio of about 3 times
  • the zoom lens described in Patent Document 4 has a zoom ratio of about 4 times.
  • An object of the present invention is a zoom lens system having a zoom ratio of about 5 to 6 times, an angle of view at the wide-angle end of 60 ° to 65 °, a short overall length when shooting and non-shooting, and a high resolution. And an imaging apparatus using such a zoom lens system. Another object of the present invention is to provide a camera including the imaging device.
  • zoom lens system of the present invention is
  • a zoom lens system for forming an optical image of an object so that the magnification can be changed.
  • zooming is performed by changing at least two intervals of each lens group
  • the third lens unit moves to the object side and the first lens
  • the second lens group and the second lens group move along a locus convex toward the image side
  • Third lens group force The strongest curvature placed on the object side, the third lens group object side lens element, which is a positive lens element with its surface facing the object side, and the concave surface located closest to the image side on the image side Comprising at least two lens elements including a third lens group image side lens element that is a negative lens element facing the lens element;
  • L is the total optical length at the wide-angle end
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • L is the total optical length at the telephoto end
  • f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system ⁇ ⁇
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • L is the total optical length at the telephoto end
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the third lens group includes, in order from the object side to the image side, a positive lens element having a strongly curved surface directed toward the object side, a positive lens element, and a negative lens having a concave surface directed toward the image side. It consists of elements.
  • the third lens group includes, in order from the object side to the image side, a positive lens element having a strongly curved surface directed toward the object side and a negative lens element having a concave surface directed toward the image side.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • f is the focal length of the first lens group, and f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • f is the focal length of the fourth lens group, and f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • f is the focal length of the third lens group, and f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • r is the radius of curvature of the object side surface of the third lens group most object side lens element
  • f is the lens system
  • the focal length at the wide-angle end of the entire lens, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • r is the radius of curvature of the image side surface of the third lens unit most image side lens element
  • f is the entire lens system
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • d the thickness of the i-th lens group (i is an integer) is d
  • d the total thickness of each lens group
  • Z the zoom ratio of the wide-angle end to the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • L the wide-angle Total optical length at the edge
  • the image side surface of the positive lens closest to the object side in the third lens group is a flat surface or a concave surface.
  • image blur caused by vibration of the zoom lens system can be corrected by moving the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis, and the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • m is the magnification of the second lens group at the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • m is the shooting distance
  • G2T G3T separation is ⁇ and the magnification of the third lens group at the telephoto end, m is the shooting distance at ⁇ and the telephoto end
  • the magnification of the fourth lens group f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system, and f is the lens
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • m is the magnification of the second lens group at the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • m is the shooting distance
  • G2T G2W separation is ⁇ and the magnification of the second lens group at the wide-angle end, f is the wide-angle end of the entire lens system
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • a m is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the second lens group at the telephoto end.
  • the absolute value of the change in magnification, f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system, f
  • T the lens
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • a m is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the third lens group at the telephoto end.
  • W is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions. 0. 2 ⁇ A m / A m ⁇ 1.2 (13)
  • a m is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the second lens group at the telephoto end.
  • the absolute value of the change in magnification, A m is from the wide-angle end to the telephoto end when the shooting distance is ⁇ .
  • the absolute value of the change in magnification of the third lens group, f is the focus at the wide-angle end of the entire lens system.
  • the point distance, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • the zoom lens system satisfies the following conditions.
  • ⁇ is the wide-angle end force when the shooting distance is ⁇
  • the amount of movement of one lens group, ⁇ is the intermediate focal length state when the shooting distance is ⁇ , and the telephoto end
  • the focal length at the wide-angle end of the entire lens, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • a zoom lens system capable of converting an optical image of a subject into an electrical image signal and outputting the same, and forming an optical image of the subject so as to be variable
  • An image sensor that converts an optical image of the subject formed by the zoom lens system into an electrical signal
  • the zoom lens system includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a fourth lens having a positive power.
  • Each lens group is moved along the optical axis to change the magnification by changing at least two intervals of each lens group.
  • the third lens unit moves to the object side and the first lens unit and the second lens unit move along a locus that is convex toward the image side while the wide-angle end force is also zoomed to the telephoto end.
  • Third lens group force Third lens group object-side lens element, which is a positive lens element with the most curvature surface arranged on the object side facing the object side, and concave surface on the object side arranged closest to the image side Including a third lens group image side lens element that is a positive lens element facing
  • L is the total optical length at the wide-angle end
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • L is the total optical length at the telephoto end
  • f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system ⁇ ⁇
  • the camera of the present invention is a camera that can shoot a subject and output it as an electrical image signal.
  • the zoom lens system forms an optical image of the subject so as to be variable, and the zoom lens system includes: An imaging device including an imaging device that converts an optical image of the formed subject into an electrical signal;
  • the zoom lens system includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a fourth lens having a positive power.
  • Each lens group is moved along the optical axis to change the magnification by changing at least two intervals of each lens group.
  • the third lens unit moves to the object side and the first lens unit and the second lens unit move along a locus that is convex toward the image side while the wide-angle end force is also zoomed to the telephoto end.
  • Third lens group force Third lens group object-side lens element, which is a positive lens element with the most curvature surface arranged on the object side facing the object side, and concave surface on the object side arranged closest to the image side Including a third lens group image side lens element that is a positive lens element facing
  • L is the total optical length at the wide-angle end
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • L is the total optical length at the telephoto end
  • f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system
  • a zoom lens system having a zoom ratio of about 5 to 6 times, an angle of view at the wide-angle end of 60 ° to 65 °, a short overall length when shooting and non-shooting, and a high resolution.
  • an imaging apparatus using such a zoom lens system can be provided.
  • FIG. 1A is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 1 (Example 1).
  • FIG. 1B is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 1 (Example 1).
  • FIG. 1C is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 1 (Example 1).
  • FIG. 2A is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2B is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2C is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2D is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1;
  • FIG. 2E is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2F is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2G is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 2H is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 21 is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 3A is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 2 (Example 2).
  • FIG. 3B is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 2 (Example 2).
  • FIG. 3C is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 2 (Example 2).
  • FIG. 4A is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4B is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4C is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4D is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4E is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4F is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4G is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 4H is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 41 is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 5A is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 3 (Example 3).
  • FIG. 5B is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 3 (Example 3).
  • FIG. 5C is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 3 (Example 3).
  • FIG. 6A is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6B is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6C is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6D is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6E is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6F is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6G is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 6H is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 61 is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 7A is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 4 (Example 4).
  • FIG. 7B is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 4 (Example 4).
  • FIG. 7C is a configuration diagram of a zoom lens system according to Embodiment 4 (Example 4).
  • FIG. 8A is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8B is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8C is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8D is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8E is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8F is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4
  • FIG. 8G is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 8H is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 81 is a longitudinal aberration diagram of a zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 9A is a lateral aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 9B is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 9C is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 9D is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 9E is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 9F is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIG. 10A is a lateral aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 10B is a lateral aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 10C is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 10D is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 10E is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 10F is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 11A is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11B is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11C is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11D is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • the zoom. 11A is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11B is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11C is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom
  • FIG. 11E is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 11F is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIG. 12A is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 12B is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 12C is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4;
  • FIG. 12D is a lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 12E is a lateral aberration diagram at the telephoto end of a zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 12F is a lateral aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens system according to Example 4.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a digital still camera according to Embodiment 5. Explanation of symbols
  • FIG. 1A to 1C are configuration diagrams of a zoom lens system according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A to 3C are configuration diagrams of the zoom lens system according to Embodiment 2.
  • FIG. 5A to 5C are configuration diagrams of the zoom lens system according to Embodiment 3.
  • FIG. 7A to 7C are configuration diagrams of the zoom lens system according to Embodiment 4.
  • FIG. Each figure shows the zoom lens system in the infinite focus state.
  • Figures 1A, 3A, 5A and 7A show the wide-angle end (shortest focal length state: focal length f)
  • T represents the configuration.
  • the first lens group G1 with positive power, the second lens group G2 with negative power, and the aperture A are arranged in order from the object side to the image side.
  • each lens unit is moved along the optical axis when zooming to the wide-angle end-telephoto end. They are moving.
  • the straight line shown on the right side of the figure represents the position of the image plane S, and a parallel plate P equivalent to an optical low-pass filter, an image sensor faceplate, etc. is provided on the object side. ing.
  • these lens groups are arranged in a desired power arrangement, so that the entire lens system can be reduced in size while maintaining optical performance.
  • the first lens group G1 includes one positive lens or a pair of negative lenses and a positive lens.
  • the second lens group G2 in order from the object side to the image side, has a negative meniscus lens element with a strongly curved surface facing the image side, a biconcave lens element with an aspheric surface, and a strongly curved surface on the object side.
  • the third lens group G3 includes a third lens group object-side lens element, which is a positive lens element with the strong surface of curvature arranged closest to the object side facing the object side, and an image element arranged closest to the image side.
  • At least two lens element covers including a third lens group image side lens element which is a negative lens element having a concave surface facing the side. Since the zoom lens systems according to Embodiments 1 to 4 have the above-described configuration, the number of lens elements constituting each lens group is small, and the optical system can be stored compactly when not in use. It is becoming.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side to the image side, a positive lens element having a strongly curved surface directed toward the object side, and a positive lens element. It consists of a lens element and a negative lens element.
  • the zoom lens system according to Embodiments 1 to 3 can perform sufficient aberration correction by configuring the third lens group G3 in this way.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side to the image side, a positive lens element L6 having a strongly curved surface directed toward the object side. And a seventh lens element L7 which is a negative lens element.
  • the zoom lens system according to Embodiment 4 can perform sufficient aberration correction by configuring the third lens group G3 in this manner.
  • the zoom lens system according to Embodiment 4 can reduce the number of lenses constituting the third lens group G3 as compared with the zoom lens system according to Embodiments 1 to 3. The cause of decentration aberrations can be reduced, and assembly adjustment is easy. Realize the lens system.
  • the fourth lens group G4 includes one positive lens element.
  • the zoom lens system according to each embodiment enables downsizing when retracted by the above configuration. Furthermore, the zoom lens system according to each embodiment can perform focusing from the infinite focus state to the close object focus state by moving the fourth lens group G4 along the optical axis.
  • the zoom lens system according to each embodiment satisfies the following conditions (1) and (2).
  • L is the total optical length at the wide-angle end
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • ⁇ is the total optical length at the telephoto end
  • ⁇ is the focal length at the telephoto end of the entire system.
  • Conditions (1) and (2) are conditions for shortening the overall optical length and ensuring good imaging characteristics and a zoom ratio. If conditions (1) and (2) are not satisfied, it will be difficult to shorten the optical total length and to ensure good imaging characteristics and a zoom ratio.
  • zoom lens system according to each embodiment can further achieve the above-described effect by defining the range of the condition (2) as the following range (2) ′.
  • the zoom lens system according to each embodiment preferably satisfies the following condition (3): 5. 0 ⁇ f / ⁇ ⁇ 8. 0 (3)
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system, and f is the focal length of the first lens group.
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (3) is a condition for reducing the lens diameter on the most object side and shortening the total optical length. If the value of the conditional expression is below the lower limit, the refractive power of the first lens group becomes tight, and the lens diameter on the most object side becomes large. If the value of the conditional expression exceeds the upper limit, the refracting power of the first lens group becomes loose, so that the zooming action of the second lens group becomes weak and the optical total length becomes long.
  • the zoom lens system according to each embodiment can further achieve the above effect by defining the range of the condition (3) as the following range (3) ′, By specifying the following range (3) '', a remarkable effect can be achieved.
  • the zoom lens system according to each embodiment preferably satisfies the following condition (4): 2.0 ⁇ f / ⁇ ⁇ 3.5
  • f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system
  • f is the focal length of the fourth lens group
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (4) is a condition for improving the telecentricity and reducing the curvature of field.
  • the value of the conditional expression is below the lower limit, the field curvature is reduced, but the telecentricity is insufficient.
  • the value of the conditional expression exceeds the upper limit, the telecentricity is improved, but the field curvature of the entire lens system cannot be corrected.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (4) as at least one of the following ranges (4) 'and (4)' ' Can be further improved.
  • the zoom lens system according to each embodiment satisfies the following condition (5): 2. 0 ⁇ f / ⁇ ⁇ 3. 0 ⁇ ⁇ ⁇ (5)
  • f is the focal length of the third lens group, and f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system.
  • F is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (5) is a condition for making the total optical length as short as possible and correcting the occurrence of various aberrations in a well-balanced manner. If the value of the conditional expression is below the lower limit, the distance between the object images of the third lens group G3 becomes long, so that the total optical length becomes long. On the other hand, if the value of the conditional expression exceeds the upper limit, the optical total length is shortened, but it is difficult to secure an air space enough to place a diaphragm between the first lens group G1 and the second lens group G2 at the telephoto end. It becomes.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (5) as at least one of the following ranges (5) ′ and (5) ′ ′ Can be further improved.
  • the zoom lens system according to each embodiment satisfies the following condition (6): 0.7 ⁇ r / ⁇ ⁇ 1.3 (6)
  • r is the radius of curvature of the object side surface of the third lens group most object side lens element
  • f is the lens system
  • the focal length at the wide-angle end of the entire lens, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (6) is a condition for correcting various aberrations generated in the third lens group G3 in a well-balanced manner and shortening the total optical length. If the value of the conditional expression is below the lower limit, the optical total length is long. turn into. On the other hand, if the value of the conditional expression exceeds the upper limit, it is difficult to correct spherical aberration and coma with good balance in other lenses.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (6) as at least one of the following ranges (6) 'and (6)' ' Can be further improved.
  • the zoom lens system according to each embodiment satisfies the following condition (7): 0.5 ⁇ r / ⁇ ⁇ 1.0 (7)
  • r is the radius of curvature of the image side surface of the third lens unit most image side lens element
  • f is the entire lens system
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire system.
  • Condition (7) is a condition for correcting various aberrations occurring in the third lens group G3 in a well-balanced manner.
  • the value of the conditional expression is below the lower limit, the curvature of field and the negative distortion at the wide-angle end cannot be reduced.
  • the value of the conditional expression exceeds the upper limit, it becomes difficult to correct coma and astigmatism with other lenses in a balanced manner.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (7) as at least one of the following ranges (7) 'and (7)' ' Can be further improved.
  • the zoom lens system according to each embodiment satisfies the following condition (8): 20 ⁇ d / ZXL / ⁇ ⁇ 30 (8)
  • Condition (8) is a condition relating to the thickness of each lens group.
  • the value of the conditional expression exceeds the upper limit, it is difficult to reduce the size of the entire lens system, and it is not possible to shorten the total length particularly when the lens barrel is retracted.
  • the value of the conditional expression is below the lower limit, it becomes difficult to correct aberrations over the entire zoom range.
  • the above-mentioned effect can be obtained by defining the range of the condition (8) as at least one of the following ranges (8) 'and (8)' '. Can be further improved.
  • the zoom lens system according to each embodiment is configured to correct image blur caused by vibration of the zoom lens system by moving the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis. It is desirable to satisfy condition (9).
  • m is the magnification of the second lens group at the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • m is the shooting distance
  • G2T G3T separation is ⁇ and the magnification of the third lens group at the telephoto end, m is the shooting distance at ⁇ and the telephoto end
  • the magnification of the fourth lens group f is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system, and f is the lens
  • the condition (9) is a condition for improving the image forming characteristics at the time of image blur correction. (1—m
  • the above-mentioned effect can be obtained by defining the range of the condition (9) as at least one of the following ranges (9) 'and (9)' '. Can be further improved.
  • m is the magnification of the second lens group at the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • m is the shooting distance
  • G2T G2W separation is ⁇ and the magnification of the second lens group at the wide-angle end, f is the wide-angle end of the entire lens system
  • T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (10) is a condition that defines a change in magnification of the second lens group, and a condition that defines the amount of magnification change of the second lens group. If the value of condition (10) is below the lower limit, it will be difficult to ensure a zoom ratio. On the other hand, if the value of condition (10) exceeds the upper limit, it becomes difficult to correct aberrations throughout the zoom while shortening the total optical length.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (10) as at least one of the following ranges (10) ′ and (10) ′′ Can be further improved.
  • ⁇ is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the second lens group at the telephoto end.
  • f W is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system
  • f T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (11) is a condition that prescribes the change in magnification of the second lens group, and is a condition that defines the variable magnification burden of the second lens group. If the value of condition (11) is below the lower limit, it will be difficult to ensure a zoom ratio. On the other hand, if the value of condition (11) exceeds the upper limit, it becomes difficult to correct aberrations throughout the zoom while shortening the total optical length.
  • the range of the condition (11) is set to the following range (11
  • Am is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the third lens group at the telephoto end.
  • f W is the focal length at the wide-angle end of the entire lens system
  • f T is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (12) is a condition that defines the change in magnification of the third lens group, and is a condition that defines the amount of magnification change of the third lens group. If the value of condition (12) is below the lower limit, it will be difficult to satisfactorily correct coma generated in the third lens group. On the other hand, if the value of condition (12) exceeds the upper limit, the amount of movement of the third lens group will increase and the F-number at the telephoto end will become dark.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (12) as at least one of the following ranges (12) 'and (12)'' Can be further improved. 0.8 ⁇ Am ⁇ ' ⁇ (12),
  • Am is the wide-angle end force at the shooting distance of ⁇ and the second lens group at the telephoto end.
  • the absolute value of the change in magnification, Am is from the wide-angle end to the telephoto end when the shooting distance is ⁇
  • the absolute value of the change in magnification of the third lens group, f is the focus at the wide-angle end of the entire lens system.
  • the point distance, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (13) is a condition that defines the ratio of the magnification change between the second lens group and the third lens group, and is a condition that defines the amount of magnification change for each lens group. If the value of condition (13) is below the lower limit, it will be difficult to correct aberrations over the entire zoom range while shortening the total optical length. On the other hand, when the value of condition (13) exceeds the upper limit, it becomes difficult to secure a zoom ratio.
  • the zoom lens system according to each embodiment provides the above-described effect by defining the range of the condition (13) as at least one of the following ranges (13) ′ and (13) ′′ Can be further improved.
  • ⁇ is the wide-angle end force when the shooting distance is ⁇
  • the amount of movement of one lens group, ⁇ is the intermediate focal length state when the shooting distance is ⁇ , and the telephoto end
  • f ⁇ (f * f)
  • f defined as the focal length in the intermediate focal length state of the entire zoom lens system
  • f is the lens system
  • the focal length at the wide-angle end of the entire lens, f is the focal length at the telephoto end of the entire lens system.
  • Condition (14) is a condition relating to the movement locus of the first lens group during zooming. If the value of condition (14) is below the lower limit, the total optical length becomes long, and it becomes difficult to reduce the size of the entire lens system. On the other hand, if the value of condition (14) exceeds the upper limit, aberration fluctuations in the entire zoom range will increase, making it difficult to obtain good optical performance.
  • each lens group constituting each embodiment includes a refractive lens that deflects incident light by refraction (that is, a type in which deflection is performed at an interface between media having different refractive indexes). Force composed only of a lens).
  • a diffractive lens that deflects incident light by diffraction a refraction / diffractive hybrid lens that deflects incident light by a combination of diffraction and refraction, and refraction that deflects incident light by the refractive index distribution in the medium.
  • Each lens group may be composed of a rate distribution type lens or the like.
  • the optical path may be bent before, after or during the zoom lens system by disposing the reflecting surface in the optical path.
  • the folding position can be set as required, and the camera can be made thinner by appropriate folding of the optical path.
  • the force S showing a configuration in which a flat plate including an optical low-pass filter arranged between the final surface of the zoom lens system and the imaging device is shown.
  • a birefringent low-pass filter made of quartz or the like whose crystal axis direction has been adjusted as a material, or a phase-type low-pass filter that achieves the required optical cutoff frequency characteristics by the diffraction effect can be applied.
  • the low-pass filter may be omitted according to the characteristics of the solid-state imaging device that receives the optical image of the zoom lens system.
  • FIG. 13 is a configuration cross-sectional view of a digital still camera according to Embodiment 5.
  • the digital still camera includes an image pickup apparatus including a zoom lens system 1 and a solid-state image pickup device 2 that is a CCD, a liquid crystal monitor 3, a case 4, and the like.
  • zoom lens system 1 The zoom lens system according to Embodiment 1 is used.
  • the zoom lens system 1 includes a first lens group G1, a second lens group G2, a diaphragm A, a third lens group G3, and a fourth lens group G4.
  • the housing 4 has a zoom lens system 1 disposed on the front side, and a solid-state imaging device 2 that is a CCD disposed on the rear side of the zoom lens system 1.
  • the LCD monitor 3 is arranged on the rear side of the housing 4.
  • An optical image of the subject is formed on the image plane S by the zoom lens system 1.
  • the solid-state image sensor 2 has a recording pixel number of horizontal 2304 X vertical 1728 (approximately 4 million pixels), pixel pitch horizontal 2.5 / zm X vertical 2.5 m, recording screen size horizontal 5. 76 mm X vertical 4. It is 32mm (diagonal 7.2mm), and each pixel has a minute positive lens.
  • the lens barrel includes a main lens barrel 5, a moving lens barrel 6, and a cylindrical cam 7.
  • the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 move to predetermined positions based on the solid-state image sensor 2, and the wide-angle end force reaches the telephoto end. Zooming can be performed.
  • the fourth lens group frame G4 can be moved in the optical axis direction by a focus adjustment motor.
  • the zoom lens system of Embodiment 1 in a digital still camera, the zoom ratio is about 5 to 6 times, the field angle at the wide angle end is about 60 to 65 °, and the resolution is high.
  • a digital still camera with a thin depth when not in use can be provided.
  • the zoom lens system according to the first embodiment instead of the zoom lens system according to the first embodiment, the zoom lens system according to the second to fourth embodiments or the zoom lens system according to the deviation may be used.
  • an imaging apparatus including the zoom lens system according to Embodiments 1 to 4 described above and an imaging element such as a CCD or a CMOS is referred to as a mobile phone device, PDA (Personal Digital
  • the image blur correction signal is generated by a known method such as a method of generating a vibration detection result force of a digital still camera detected by a known angular velocity sensor or a method of generating image processing from an image signal formed on a solid-state image sensor. Can be used.
  • the digital still camera described above may be equipped with a digital zoom function that enlarges an image formed at the center of the solid-state imaging device to the entire screen by a signal processing circuit. As described below, the effect of the blur correction function is remarkably obtained.
  • the degree of blurring when the zoom lens is tilted due to image blur can be evaluated using the ratio of the image eccentricity to the diagonal length of the solid-state imaging device (image eccentricity ratio). This ratio is constant no matter what size is printed from the captured image signal. Do not use the digital zoom function! /, The diagonal length of the captured image matches the diagonal length of the effective area of the solid-state image sensor, but the diagonal length of the captured image when using the digital zoom function is solid It is smaller than the diagonal length of the image sensor. Therefore, when the image decentering amount is constant, the use of the digital zoom function increases the degree of blurring as the image decentering amount ratio increases.
  • the image blur correction function When the image blur correction function is used, the amount of image eccentricity becomes very small. Therefore, even if the digital zoom function is used, the image blur amount ratio is reduced and the image blur is greatly improved.
  • the difference in imaging characteristics can be reduced by adjusting the inclination of the solid-state imaging device.
  • the number of recorded pixels is 2560 ⁇ vertical 1920 (about 5 million pixels) instead of the 4 million pixel solid-state image sensor as the solid-state image sensor.
  • a solid-state image sensor with a horizontal pitch of 2.2 / zm X vertical 2.2 m and a recording screen size of horizontal 5.632 mm X vertical 4.224 mm (diagonal 7.04 mm) can also be used.
  • the configuration of the digital still camera shown in FIG. 13 can also be used for a digital video camera for moving images. In this case, it is possible to shoot a high-resolution video that is only a still image.
  • the zoom lens systems according to Embodiments 1 to 4 are specifically implemented.
  • the units of length in the tables are all mm.
  • r is a radius of curvature
  • d is a surface interval
  • nd is a refractive index at the d line
  • vd is an Abbe number.
  • K is the conic constant
  • D, E, F, G, H, I and J are the 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, 14th and 16th order aspheric coefficients, respectively.
  • the zoom lens system of Example 1 corresponds to Embodiment 1 shown in FIGS.
  • Table 1 shows the lens data of the zoom lens system of Example 1
  • Table 2 shows the focal length, F number, angle of view, total optical length, and variable surface distance data when the shooting distance is ⁇
  • Table 3 shows the aspheric data. Shown in
  • the zoom lens system of Example 2 corresponds to Embodiment 2 shown in FIGS.
  • Table 4 shows the lens data of the zoom lens system of Example 2
  • Table 5 shows the focal length, F number, angle of view, total optical length, and variable surface interval data when the shooting distance is ⁇
  • Table 6 shows the aspheric data. Shown in
  • the zoom lens system of Example 3 corresponds to Embodiment 3 shown in FIGS.
  • Table 7 shows the lens data of the zoom lens system of Example 3
  • Table 8 shows the focal length, F number, angle of view, total optical length, and variable surface distance data when the shooting distance is ⁇
  • Table 9 shows the aspheric data. Shown in
  • the zoom lens system of the working collar 4 corresponds to the fourth embodiment shown in FIGS.
  • Table 10 shows the lens data of the zoom lens system of Example 4
  • Table 11 shows the focal length, F number, field angle, total optical length, and variable surface interval data when the shooting distance is ⁇
  • Table 12 shows the aspheric data. Shown in
  • Table 13 shows corresponding values of the conditional expressions in Examples 1 to 4.
  • FIGS. 2A to 2I are longitudinal aberration diagrams of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIGS. 4A to 4I are longitudinal aberration diagrams of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIG. 6A to 6I are longitudinal aberration diagrams of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIGS. 8A to 8I are longitudinal graphs of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIGS. 2A to 2C, 4A to 4C, 6A to 6C, and 8A to 8C represent respective aberrations at the wide-angle end.
  • Figures 2D to 2F, 4D to 4F, 6D to 6F, and 8D to 8F show the aberrations at the intermediate positions.
  • 2G to 2I, 4G to 4I, 6G to 6I, and 8G to 8I represent the respective aberrations at the telephoto end.
  • Figures 2A, 2D, 2G, 4A, 4D, 4G, 6A, 6D, 6G, 8A, 8D and 8G show the spherical aberration.
  • Figures 2B, 2E, 2H, 4B, 4E, 4H, 6B, 6E, 6H, 8B, 8E and 8H show astigmatism.
  • Figures 2C, 2F, 21, 4C, 4F, 41, 6C, 6F, 61, 8C, 8F and 81 show distortion aberration
  • the vertical axis represents the F number
  • the solid line is the d line
  • the short dashed line is the F line
  • the long dashed line is the C line characteristic.
  • the vertical axis represents the half field angle
  • the solid line represents the sagittal plane
  • the broken line represents the meridional plane.
  • the vertical axis represents the half field angle.
  • FIGS. 9A to 9F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIGS. 10A to 10F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIGS. 11A to 11F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIGS. 12A to 12F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIGS. 9A to 9F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1.
  • FIGS. 10A to 10F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2.
  • FIGS. 11A to 11F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3.
  • FIGS. 12A to 12F are lateral aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4.
  • FIGS. 9A-9C, 10A-: LOC, 11-8-11 and 12-8-12 correspond to the basic state where no image blur correction is performed at the telephoto end.
  • 9D to 9F, 10D to: LOF, 11D to 11F, and 12D to 12F correspond to image blur correction states at the telephoto end in which the entire second lens group G2 is moved by a predetermined amount in a direction perpendicular to the optical axis.
  • FIGS. 9A, 10A, 11A, and 12A correspond to the lateral aberration at the image point of 75% of the maximum image height.
  • Figures 9B, 10B, 11B and 12B correspond to lateral aberrations at the axial image point.
  • Figures 9C, 10C, 11C and 12C correspond to lateral aberrations at an image point of -75% of the maximum image height.
  • FIGS. 9D, 10D, 11D, and 12D correspond to the lateral aberration at the image point of 75% of the maximum image height.
  • Figures 9E, 10E, 11E, and 12E correspond to the lateral convergence at the on-axis image point.
  • Figures 9F, 10F, 11F and 12F correspond to lateral aberrations at -75% image point of maximum image height.
  • the meridional plane is a plane including the optical axis of the first lens group G1 and the optical axis of the second lens group G2.
  • the amount of movement of the third lens group G3 in the direction perpendicular to the optical axis in the image blur correction state is 0.129 mm in Example 1, 0.105 mm in Example 2, and 0.35 mm in Example 3. 0.132 mm, Example 4 is 0.135 mm.
  • the zoom lens system is tilted by 0.3 ° at the telephoto end when the shooting distance is ⁇ !
  • the amount of image decentering in the case of ⁇ is equal to the amount of image decentering when the entire third lens group G3 is translated by the above values in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the zoom lens system according to the present invention is applicable to digital input devices such as digital still cameras, digital video cameras, mobile phone devices, PDAs (Personal Digital Assistance), surveillance cameras in surveillance systems, Web cameras, and in-vehicle cameras. Particularly, it is suitable for a photographing optical system that requires high image quality, such as a digital still camera and a digital video camera.

Landscapes

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Description

明 細 書
ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
技術分野
[0001] 本発明はズームレンズ系、撮像装置及びカメラに関し、特にデジタルスチルカメラ、 デジタルビデオカメラ等に好適な小型で高画質のズームレンズ系、そのズームレンズ 系を備える撮像装置、及びその撮像装置を備えるカメラに関する。
背景技術
[0002] CCD (Charge Coupled Device)や CMOS (Complementary Metal— Oxi de Semiconductor)等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラは、レンズ 素子の最後部と固体撮像素子との間に光学的ローパスフィルタなどの部材を配置す るため、比較的バックフォーカスの長いレンズ系を必要とする。また、デジタルスチル カメラの撮影光学系は、像面における周辺光量低下の要因となるシェーディングを避 けるため、良好なテレセントリック特性が要求される。
[0003] デジタルスチルカメラには多くの形態が考えられる力 その 1つの形態としてコンパ タトタイプがある。そのズームレンズとしてより高倍率、より高結像性能のものが求めら れてきている。コンパクトタイプに適したズームレンズとしては、物体側から順に、負パ ヮーを有する第 1レンズ群と、正パワーを有する第 2レンズ群と、正パワーを有する第 3レンズ群で構成した 3群ズームレンズが数多く提案されて!、る。これらの 3群ズーム レンズは、 3倍程度の変倍比であれば、コンパクトで広角端の画角の広いズームレン ズを構成することが可能である。し力しながら、望遠端の Fナンバーが広角端の ナン バーに比べて大きくなるため、高倍率のズームレンズを得ることはできないものであつ た。
[0004] そこで、望遠端の Fナンバーが広角端の Fナンバーに比べてあまり大きくならずに、 比較的高倍率が得られるズームレンズとして、例えば、特許文献 1ないし特許文献 4 の各公報に記載されているように、物体側から順に、正の屈折率を有する第 1レンズ 群と、負の屈折率を有する第 2レンズ群と、正の屈折率を有する第 3レンズ群及び第 4レンズ群より構成された 4群ズームレンズが数多く提案されている。 特許文献 1：特開 2001— 13411号公報
特許文献 2：特開 2001—42215号公報
特許文献 3：特開 2002— 72087号公報
特許文献 4：特開 2004 - 212616号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、特許文献 1に記載のズームレンズは、変倍比は 6倍程度得られる力 レンズの構成枚数が多いため、非使用時にコンパクトに収納することが困難であった 。また特許文献 2に記載のズームレンズは、レンズの構成枚数は少なぐしたがって 非使用時にコンパクトに収納可能である力 変倍比が 3倍程度と小さいものであった 。さらに特許文献 3に記載のズームレンズは、変倍比が 3倍程度、特許文献 4に記載 のズームレンズは、変倍比が 4倍程度のものであった。
[0006] 本発明の目的は、変倍比が 5〜6倍程度、広角端の画角が 60° 〜65° で、撮影 時及び非撮影時の全長が短ぐ解像度が高いズームレンズ系、及びかかるズームレ ンズ系を用いる撮像装置を提供することである。また本発明の目的は、前記撮像装 置を備えるカメラを提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的の 1つは、以下の構成を有するズームレンズ系によって達成される。すな わち本発明のズームレンズ系は、
物体の光学的な像を変倍可能に形成するためのズームレンズ系であって、物体側か ら像側へと順に、
正パワーの第 1レンズ群と、
負パワーの第 2レンズ群と、
正パワーの第 3レンズ群と、
正パワーの第 4レンズ群とを備え、
前記各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少 なくともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、
広角端から望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レン ズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、
第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強 、面を物体側に向けた正レンズ 素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された凹面を像側に向 けた負レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚のレン ズ素子から構成され、
以下の条件を満足する。
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1)
W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で τ τ
ある。
[0008] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
1. 7<L /ί < 2. 1 ' · · (2) '
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
T W
離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[0009] 好ましくは、第 3レンズ群が、物体側から像側へと順に、曲率の強い面を物体側に 向けた正レンズ素子と、正レンズ素子と、像側に凹面を向けた負レンズ素子とからな る。また好ましくは、第 3レンズ群が、物体側から像側へと順に、曲率の強い面を物体 側に向けた正レンズ素子と、像側に凹面を向けた負レンズ素子とからなる。
[0010] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
5. 0<f /ί < 8. 0 · · · (3)
Gl W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f は第 1レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
Gl W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0011] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
2. 0<f /ί < 3. 5 …（4) (ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T w
ここで、 f は第 4レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
G4 W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0012] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
2.0<f /ί <3.0 ··· (5)
G3 W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 f は第 3レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
G3 W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0013] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
0.7<r /ί <1.3 ··· (6)
F W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 rは第 3レンズ群最物体側レンズ素子の物体側面の曲率半径、 f はレンズ系
F W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T
ある。
[0014] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
0.5<r /ί <1.0 ··· (7)
R W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 rは第 3レンズ群最像側レンズ素子の像側面の曲率半径、 f はレンズ系全体
R W
の広角端における焦点距離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[0015] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
20<d /ZXL /ί <30 ··· (8)
si W W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
Τ W
ここで、第 iレンズ群（iは整数）の厚みを dとして、 dは各レンズ群の厚みの総和、 Zは 撮影距離が∞での広角端と望遠端との変倍比、 L は広角端における光学全長、 f
W W
はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦
T
点距離である。
[0016] 好ましくは、第 3レンズ群の最も物体側の正レンズの像側面が平面又は凹面である [0017] 好ましくは、第 3レンズ群を光軸に垂直な方向に移動することにより、ズームレンズ 系の振動によって発生する像ぶれを補正可能であり、ズームレンズ系が以下の条件 を満足する。
1. 1 <一（1一 m ) m m < 2. 5
G2T G3T G4T …（9)
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G3T 離が∞で望遠端における第 3レンズ群の倍率、 m は撮影距離が∞で望遠端にお
G4T
ける第 4レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ
W T
系全体の望遠端における焦点距離である。
[0018] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
1. 5<m /m < 3. 0 · · · (10)
G2T G2W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G2W 離が∞で広角端における第 2レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における
W
焦点距離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[0019] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
0. 3< A m < 0. 7
G2 …（11)
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 A m は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f
Tはレンズ
W
系全体の望遠端における焦点距離である。
[0020] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
0. 5< A m < 1. 8 · · · (12)
G3
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 A m は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 3レンズ群の
G3
倍率の変化量の絶対値、 f
Wはレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f
Tはレンズ 系全体の望遠端における焦点距離である。
[0021] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。 0. 2< A m / A m < 1. 2 · · · (13)
G2 G3
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
ここで、 A m は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 A m は撮影距離が∞における広角端から望遠端にかけ
G3
ての第 3レンズ群の倍率の変化量の絶対値、 f はレンズ系全体の広角端における焦
W
点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0022] 好ましくは、前記ズームレンズ系が以下の条件を満足する。
0< M /M < 0. 32 · · · (14)
1WM 1MT
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 Μ は撮影距離が∞における広角端力も中間焦点距離状態にかけての第
1WM
1レンズ群の移動量、 Μ は撮影距離が∞における中間焦点距離状態カゝら望遠端
1MT
にかけての第 1レンズ群の移動量であり、中間焦点距離状態は f =^ (f * f )、f
M W T M
はズームレンズ系全体の中間焦点距離状態の焦点距離で定義され、 f はレンズ系
W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T
ある。
[0023] 上記目的の 1つは、以下の撮像装置によって達成される。すなわち本発明の撮像 装置は、
被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であって 被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、
ズームレンズ系が形成した被写体の光学的な像を、電気的な信号に変換する撮像 素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、物体側から像側へと順に、正パワーの第 1レンズ群と、負パ ヮ一の第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群と、正パワーの第 4レンズ群とを備え、 各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少なく ともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、
広角端力も望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レ ンズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、 第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凹 面を向けた正レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚 のレンズ素子力 構成され、
以下の条件を満足する。
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1)
W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で τ τ
ある。
上記目的の 1つは、以下のカメラによって達成される。すなわち本発明のカメラは、 被写体を撮影して、電気的な画像信号として出力可能なカメラであって、 被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系が 形成した被写体の光学的な像を電気的な信号に変換する撮像素子とを含む撮像装 置を備え、
前記ズームレンズ系が、物体側から像側へと順に、正パワーの第 1レンズ群と、負パ ヮ一の第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群と、正パワーの第 4レンズ群とを備え、 各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少なく ともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、
広角端力も望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レ ンズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、
第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凹 面を向けた正レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚 のレンズ素子力 構成され、
以下の条件を満足する。
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (!) 1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
T T
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T T
ある。
発明の効果
[0025] 本発明によれば、変倍比が 5〜6倍程度、広角端の画角が 60° 〜65° で、撮影時 及び非撮影時の全長が短ぐ解像度が高いズームレンズ系、及びかかるズームレン ズ系を用いる撮像装置を提供することができる。また本発明によれば、前記撮像装置 を備えるカメラを提供することができる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1A]図 1Aは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 1B]図 1Bは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 1C]図 1Cは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 2A]図 2Aは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2B]図 2Bは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2C]図 2Cは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2D]図 2Dは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2E]図 2Eは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2F]図 2Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2G]図 2Gは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 2H]図 2Hは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 21]図 21は、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 3A]図 3Aは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 3B]図 3Bは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 3C]図 3Cは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 4A]図 4Aは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4B]図 4Bは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。 [図 4C]図 4Cは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4D]図 4Dは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4E]図 4Eは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4F]図 4Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4G]図 4Gは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 4H]図 4Hは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 41]図 41は、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 5A]図 5Aは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 5B]図 5Bは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 5C]図 5Cは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 6A]図 6Aは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6B]図 6Bは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6C]図 6Cは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6D]図 6Dは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6E]図 6Eは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6F]図 6Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6G]図 6Gは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 6H]図 6Hは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 61]図 61は、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 7A]図 7Aは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 7B]図 7Bは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 7C]図 7Cは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。
[図 8A]図 8Aは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8B]図 8Bは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8C]図 8Cは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8D]図 8Dは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8E]図 8Eは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8F]図 8Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。 [図 8G]図 8Gは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 8H]図 8Hは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 81]図 81は、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。
[図 9A]図 9Aは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 9B]図 9Bは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 9C]図 9Cは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 9D]図 9Dは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 9E]図 9Eは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 9F]図 9Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
[図 10A]図 10Aは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 10B]図 10Bは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 10C]図 10Cは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 10D]図 10Dは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図であ る。
[図 10E]図 10Eは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 10F]図 10Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11A]図 11Aは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11B]図 11Bは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11C]図 11Cは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11D]図 11Dは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図であ る。
[図 11E]図 11Eは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11F]図 11Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12A]図 12Aは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12B]図 12Bは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12C]図 12Cは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 12D]図 12Dは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図であ る。
[図 12E]図 12Eは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 12F]図 12Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である
[図 13]図 13は、実施の形態 5に係るデジタルスチルカメラの構成断面図である。 符号の説明
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 第 1レンズ素子
L2 第 2レンズ素子
L3 第 3レンズ素子
L4 第 4レンズ素子
L5 第 5レンズ素子 L6 第 6レンズ素子
L7 第 7レンズ素子
L8 第 8レンズ素子
L9 第 9レンズ素子
A 絞り
P 平行平板
S 像面
1 ズームレンズ系
2 固体撮像素子
3 液晶モニタ
4 筐体
5 主鏡筒
6 移動鏡筒
7 円筒カム
発明を実施するための最良の形態
[0028] (実施の形態 1〜4)
図 1A〜1Cは、実施の形態 1に係るズームレンズ系の構成図である。図 3A〜3Cは 、実施の形態 2に係るズームレンズ系の構成図である。図 5A〜5Cは、実施の形態 3 に係るズームレンズ系の構成図である。図 7A〜7Cは、実施の形態 4に係るズームレ ンズ系の構成図である。各図は、いずれも無限遠合焦状態にあるズームレンズ系を 表している。図 1A、 3A、 5A及び 7Aは、広角端 (最短焦点距離状態:焦点距離 f )
W
のレンズ構成を表している。図 1B、 3B、 5B及び 7Bは、中間位置（中間焦点距離状 態:焦点距離 f =^ (f * f ；) )のレンズ構成を表している。図 1C、 3C、 5C及び 7C
M W T
は、望遠端 (最長焦点距離状態:焦点距離 f )のレンズ
T 構成を表している。
[0029] 実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系は、 ヽずれも物体側から像側へと順に、正 パワーの第 1レンズ群 G1と、負パワーの第 2レンズ群 G2と、絞り Aと、正パワーの第 3 レンズ群 G3と、正パワーの第 4レンズ群 G4とを備える。実施の形態 1〜4に係るズー ムレンズ系は、広角端力 望遠端への変倍に際し、各レンズ群を光軸に沿ってそれ ぞれ移動している。なお各図において、図中最も右側に記載された直線は、像面 S の位置を表し、その物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレ ート等と等価な平行平板 Pを設けている。実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系は、 これらの各レンズ群を所望のパワー配置にすることにより、光学性能を保ちつつレン ズ系全体の小型化を可能にしている。
[0030] 実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系において、第 1レンズ群 G1は、 1枚の正レ ンズもしくは 1組の負レンズと正レンズとの接合レンズから構成されて 、る。第 2レンズ 群 G2は、物体側から像側へと順に、曲率の強い面を像側に向けた負メニスカスレン ズ素子と、非球面を有した両凹レンズ素子と、曲率の強い面を物体側に向けた正レ ンズ素子とから構成されている。また第 3レンズ群 G3は、最も物体側に配置された曲 率の強 ヽ面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、 最も像側に配置された像側に凹面を向けた負レンズ素子である第 3レンズ群像側レ ンズ素子とを含む、少なくとも 2枚のレンズ素子カゝら構成されている。実施の形態 1〜 4に係るズームレンズ系は、上記構成を有しているので、各レンズ群を構成しているレ ンズ素子の枚数が少なぐ非使用時にコンパクトに収納することができる光学系となつ ている。
[0031] 特に、実施の形態 1〜3に係るズームレンズ系において、第 3レンズ群 G3は、物体 側から像側へと順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子と、正レンズ素 子と、負レンズ素子とから構成されている。実施の形態 1〜3に係るズームレンズ系は 、このように第 3レンズ群 G3を構成することにより、充分な収差補正を行うことができる
[0032] また、実施の形態 4に係るズームレンズ系にお 、て、第 3レンズ群 G3は、物体側か ら像側へと順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子 L6と、負レンズ素子 である第 7レンズ素子 L7とから構成されて 、る。実施の形態 4に係るズームレンズ系 は、このように第 3レンズ群 G3を構成することにより、充分な収差補正を行うことがで きる。また、実施の形態 4に係るズームレンズ系は、実施の形態 1〜3に係るズームレ ンズ系と比較して、第 3レンズ群 G3を構成するレンズの枚数を削減できて ヽるので、 組立に際して偏芯収差の発生の原因を減少させることができ、組立調整の容易なズ ームレンズ系を実現して 、る。
[0033] また、実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系において、第 4レンズ群 G4は、正レン ズ素子 1枚で構成されている。各実施の形態に係るズームレンズ系は、以上の構成 により沈胴時の小型化を可能にしている。さらに、各実施の形態に係るズームレンズ 系は、第 4レンズ群 G4を光軸に沿って移動させることにより、無限遠合焦状態から近 接物体合焦状態へのフォーカシングを行うことができる。
[0034] 以下、各実施の形態に係るズームレンズ系が満足すべき条件を説明する。なお、 各実施の形態に係るズームレンズ系において、複数の満足すべき条件が規定される 1S 各条件すベてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、 個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を 得ることも可會である。
[0035] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（1)及び（2)を満足することが 望ましい。
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1)
W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /Ϊ > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 L レンズ
τは望遠端における光学全長、 f
τは 系全体の望遠端における焦点距離で ある。
[0036] 条件（1)及び (2)は、光学全長を短くするとともに良好な結像特性及び変倍比を確 保するための条件である。条件（1)及び (2)が満足されない場合には、光学全長を 短くするとともに良好な結像特性及び変倍比を確保することが困難となる。
[0037] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（2)の範囲を以下の範囲（2) ' のように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させることができる。
1. 7<L /ί < 2. 1 ' · · (2) '
τ τ
(ただし、 Z=f /Ϊ > 5. 0である）
T w
[0038] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（3)を満足することが望ましい 5. 0<f /ί < 8. 0 · · · (3)
Gl W
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
ここで、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f は第 1レンズ群の焦点距
W G1
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0039] 条件 (3)は、最物体側レンズ径を小さくするとともに、光学全長を短くするための条 件である。条件式の値が下限を下回ると、第 1レンズ群の屈折力がきつくなるため、最 物体側レンズ径が大きくなる。条件式の値が上限を上回ると、第 1レンズ群の屈折力 が緩くなるため、第 2レンズ群の変倍作用が弱くなり光学全長が長くなる。
[0040] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（3)の範囲を以下の範囲（3) ' のように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させることができ、さらに以下の 範囲（3) ' 'のように規定することにより、顕著な効果を奏功させることができる。
6. 0<f /ί < 8. 0 ' · · (3) '
Gl W
7. 0<f /ί < 8. 0 · ' · (3)，，
Gl W
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
[0041] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件 (4)を満足することが望ましい 2. 0<f /ί < 3. 5
G4 W …（4)
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f は第 4レンズ群の焦点距
W G4
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0042] 条件 (4)は、テレセントリック性を良好にするとともに、像面湾曲を低減するための条 件である。条件式の値が下限を下回ると、像面湾曲は低減するものの、テレセントリツ ク性が不充分となる。一方、条件式の値が上限を上回ると、テレセントリック性は良好 となるものの、レンズ系全体の像面湾曲を補正しきれなくなる。
[0043] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件 (4)の範囲を以下の範囲 (4) ' 及び (4) ' 'の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させ ることがでさる。
2. 5<f /Ϊ · · · (4) ' f /f < 2. 9 · · · (4) "
G4 W
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
[0044] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（5)を満足することが望ましい 2. 0<f /ί < 3. 0 · · · (5)
G3 W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f は第 3レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
G3 W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0045] 条件 (5)は、光学全長を極力短くするとともに諸収差の発生をバランス良く補正す るための条件である。条件式の値が下限を下回ると、第 3レンズ群 G3の物像間距離 が長くなるために、光学全長が長くなつてしまう。一方、条件式の値が上限を上回ると 、光学全長は短くなるものの、望遠端において第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2との 間に絞りを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。
[0046] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（5)の範囲を以下の範囲（5) ' 及び（5) ' 'の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させ ることがでさる。
2. 2<f /ϊ · ' · (5)，
G3 W
f /f < 2. 5 · ' · (5)，，
G3 W
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
[0047] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（6)を満足することが望ましい 0. 7<r /ί < 1. 3 · · · (6)
F W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 rは第 3レンズ群最物体側レンズ素子の物体側面の曲率半径、 f はレンズ系
F W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T
ある。
[0048] 条件 (6)は、第 3レンズ群 G3で発生する諸収差をバランス良く補正するとともに、光 学全長を短くするための条件である。条件式の値が下限を下回ると、光学全長が長く なってしまう。一方、条件式の値が上限を上回ると、球面収差、コマ収差を他のレンズ でバランス良く補正することが困難となる。
[0049] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（6)の範囲を以下の範囲（6) ' 及び (6) ''の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させ ることがでさる。
0.8<r /ί ·'·(6)，
F W
r /f <1.1 ·'·(6)，，
F W
(ただし、 Z=f /f >5.0である）
T w
[0050] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（7)を満足することが望ましい 0.5<r /ί <1.0 ··· (7)
R W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 rは第 3レンズ群最像側レンズ素子の像側面の曲率半径、 f はレンズ系全体
R W
の広角端における焦点距離、 f レンズ
Tは 系全体の望遠端における焦点距離である。
[0051] 条件（7)は、第 3レンズ群 G3で発生する諸収差をバランス良く補正するための条件 である。条件式の値が下限を下回ると、像面湾曲及び広角端における負の歪曲収差 を小さく抑えることができない。一方、条件式の値が上限を上回ると、コマ収差、非点 収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。
[0052] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（7)の範囲を以下の範囲（7) ' 及び（7) ''の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させ ることがでさる。
0.7<r /ί '··(7)'
R W
r /f <0.8 ·'·(7)，，
R W
(ただし、 Z=f /f >5.0である）
T w
[0053] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（8)を満足することが望ましい 20<d /ZXL /ί <30 ··· (8)
si W W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である） ここで、第 iレンズ群（iは整数）の厚みを dとして、 dは各レンズ群の厚みの総和、 Zは 撮影距離が∞での広角端と望遠端との変倍比、 L は広角端における光学全長、 f
W W
はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦
T
点距離である。
[0054] 条件（8)は、各レンズ群の厚みに関する条件である。条件式の値が上限を上回ると 、レンズ系全体の小型化が困難となり、特に沈胴時の全長を短くすることができない。 一方、条件式の値が下限を下回ると、ズーム全域での収差補正が困難となる。
[0055] なお、結像特性をさらに良好にするには、条件（8)の範囲を以下の範囲（8) '及び（ 8) ' 'の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させること ができる。
22. 5< d ZZ X L /ί · ' · (8)，
si W W
d ZZ X L /f < 24. 5 · ' · (8)，，
si W W
(ただし、 Z=f /f > 5. 0である）
T w
[0056] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、第 3レンズ群を光軸に垂直な方向に移動 することにより、ズームレンズ系の振動によって発生する像ぶれを補正可能に構成し 、以下の条件（9)を満足することが望ましい。
1. 1 <一（1一 m ) m m < 2. 5
G2T G3T G4T …（9)
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G3T 離が∞で望遠端における第 3レンズ群の倍率、 m は撮影距離が∞で望遠端にお
G4T
ける第 4レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ
W T
系全体の望遠端における焦点距離である。
[0057] 条件（9)は、像ぶれ補正時の結像特性を良好にするための条件である。 （1— m
) m m が下限を下回ると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 3レン
G2T G3T G4T
ズ群 G3の偏心量が過大となるために、第 3レンズ群 G3の平行移動による収差の変 化が大きくなり、画像周辺部の結像特性が劣化してしまう。一方、一（1 m ) m
G2T G3T m が上限を上回ると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 3レンズ群 G3
G4T
の偏心量が過小となるために、第 3レンズ群 G3を精度良く平行移動させることが困難 となる。その結果、撮影中の画素ずれを充分に小さくすることができないため、像ぶ れ補正時の結像特性を良好にすることが困難となる。
[0058] なお、結像特性をさらに良好にするには、条件（9)の範囲を以下の範囲（9) '及び ( 9) ''の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功させること ができる。
1.7<—（1 m )m m · · · (9)
G2T G3T G4T ，
一（1一 m )m m <1.8 · · · (9) "
G2T G3T G4T
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
[0059] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（10)を満足することが望まし い。
1.5<m /m <3.0 ··· (10)
G2T G2W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G2W 離が∞で広角端における第 2レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における
W
焦点距離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[0060] 条件（10)は、第 2レンズ群の倍率変化を規定する条件で、第 2レンズ群の変倍負 担量を定める条件である。条件（10)の値が下限を下回ると、変倍比を確保すること が困難となる。一方、条件（10)の値が上限を上回ると、光学全長を短くしつつ、ズー ム全域での収差補正が困難となる。
[0061] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（10)の範囲を以下の範囲（10 ) '及び（10) ''の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功 させることがでさる。
2.0<m /m ·'·(10)，
G2T G2W
m /m <2.5 ·'·(10)，，
G2T G2W
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T w
[0062] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（11)を満足することが望まし い。
0.3< Am <0.7 （11)
G2 … (ただし、 Z=f /ί >5. 0である）
T w
ここで、 Δπι は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 f Wはレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f Tはレンズ 系全体の望遠端における焦点距離である。
[0063] 条件（11)は、第 2レンズ群の倍率変化を規定する条件で、第 2レンズ群の変倍負 担量を定める条件である。条件（11)の値が下限を下回ると、変倍比を確保すること が困難となる。一方、条件（11)の値が上限を上回ると、光学全長を短くしつつ、ズー ム全域での収差補正が困難となる。
[0064] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（11)の範囲を以下の範囲（11
) '及び（11) ' 'の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功 させることがでさる。
0. 4< Am G2 · ' · (11)，
Am <0. 5 · ' · (11)，，
G2
(ただし、 Z=f /ί >5. 0である）
Τ W
[0065] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（12)を満足することが望まし い。
0. 5< Am < 1. 8 · · · (12)
G3
(ただし、 Z=f /ί >5. 0である）
T W
ここで、 Am は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 3レンズ群の
G3
倍率の変化量の絶対値、 f Wはレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f Tはレンズ 系全体の望遠端における焦点距離である。
[0066] 条件（12)は、第 3レンズ群の倍率変化を規定する条件で、第 3レンズ群の変倍負 担量を定める条件である。条件（12)の値が下限を下回ると、第 3レンズ群で発生す るコマ収差を良好に補正することが困難となる。一方、条件（12)の値が上限を上回 ると、第 3レンズ群の移動量が大きくなり、望遠端での Fナンバーが暗くなつてしまう。
[0067] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（12)の範囲を以下の範囲（12 ) '及び（12) ' 'の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功 させることがでさる。 0.8< Am ·'·(12)，
G3
Am <1.5 ·'·(12)，，
G3
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T w
[0068] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（13)を満足することが望まし い。
0.2< Am /Am <1.2 ··· (13)
G2 G3
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 Am は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 Am は撮影距離が∞における広角端から望遠端にかけ
G3
ての第 3レンズ群の倍率の変化量の絶対値、 f はレンズ系全体の広角端における焦
W
点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[0069] 条件（13)は、第 2レンズ群と第 3レンズ群との倍率変化の比を規定する条件で、各 レンズ群の変倍負担量を定める条件である。条件（13)の値が下限を下回ると、光学 全長を短くしつつ、ズーム全域での収差補正が困難となる。一方、条件（13)の値が 上限を上回ると、変倍比を確保することが困難となる。
[0070] なお、各実施の形態に係るズームレンズ系は、条件（13)の範囲を以下の範囲（13 ) '及び（13) ''の少なくとも 1つのように規定することにより、上述の効果をさらに奏功 させることがでさる。
0.3< Am /Am ·'·(13)，
G2 G3
Am /Am <0.8 ·'·(13)，，
G2 G3
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T w
[0071] 各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件（14)を満足することが望まし い。
0<M /M <0.32 ··· (14)
1WM 1MT
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 Μ は撮影距離が∞における広角端力も中間焦点距離状態にかけての第
1WM
1レンズ群の移動量、 Μ は撮影距離が∞における中間焦点距離状態カゝら望遠端
1MT
にかけての第 1レンズ群の移動量であり、中間焦点距離状態は f =^(f *f )、f はズームレンズ系全体の中間焦点距離状態の焦点距離で定義され、 f はレンズ系
W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
τ
ある。
[0072] 条件（14)は、第 1レンズ群の変倍時の移動軌跡に関する条件である。条件（14)の 値が下限を下回ると、光学全長が長くなり、レンズ系全体の小型化が困難となる。一 方、条件（14)の値が上限を上回ると、ズーム全域での収差変動が大きくなり、良好 な光学性能を得ることが困難となる。
[0073] なお、各実施の形態を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させ る屈折型レンズ (つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタ イブのレンズ)のみで構成されている力 これに限らない。例えば、回折により入射光 線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏 向させる屈折 ·回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏 向させる屈折率分布型レンズ等で、各レンズ群を構成してもよ 、。
[0074] また各実施の形態において、反射面を光路中に配置することにより、ズームレンズ 系の前、後又は途中で光路を折り曲げてもよい。折り曲げ位置は必要に応じて設定 すればよぐ光路の適正な折り曲げにより、カメラの見かけ上の薄型化を達成すること が可能である。
[0075] さらに各実施の形態では、ズームレンズ系の最終面と撮像素子との間に配置される 光学的ローパスフィルタを含む平板を配置する構成を示した力 S、このローノ スフィル タとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパス フィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位 相型ローパスフィルタ等が適用可能である。また各実施の形態において、ズームレン ズ系の光学的な像を受光する固体撮像素子の特性に応じてローパスフィルタを省略 してちよい。
[0076] (実施の形態 5)
図 13は、実施の形態 5に係るデジタルスチルカメラの構成断面図である。図 13〖こ おいて、デジタルスチルカメラは、ズームレンズ系 1と CCDである固体撮像素子 2とを 含む撮像装置と、液晶モニタ 3と、筐体 4等とから構成される。ズームレンズ系 1として 、実施の形態 1に係るズームレンズ系が用いられる。図 13において、ズームレンズ系 1は、第 1レンズ群 G1と、第 2レンズ群 G2と、絞り Aと、第 3レンズ群 G3と、第 4レンズ 群 G4と力 構成されている。筐体 4は、前側にズームレンズ系 1が配置され、ズーム レンズ系 1の後側には、 CCDである固体撮像素子 2が配置されている。筐体 4の後側 に液晶モニタ 3が配置されて 、る。ズームレンズ系 1による被写体の光学的な像が像 面 Sに形成される。
[0077] 固体撮像素子 2は、記録画素数が水平 2304 X垂直 1728 (約 400万画素）、画素 ピッチが水平 2. 5 /z m X垂直 2. 5 m、記録画面サイズが水平 5. 76mmX垂直 4. 32mm (対角 7. 2mm)であり、各画素に微小正レンズが設けられている。
[0078] 鏡筒は、主鏡筒 5、移動鏡筒 6、円筒カム 7で構成されている。円筒カム 7を回転さ せると、第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2と第 3レンズ群 G3とが固体撮像素子 2を基 準にした所定の位置に移動し、広角端力 望遠端までの変倍を行うことができる。第 4レンズ群枠 G4はフォーカス調整用モータにより光軸方向に移動可能である。
[0079] こうして、デジタルスチルカメラに実施の形態 1のズームレンズ系を用いることにより 、変倍比が 5〜6倍程度、かつ広角端における画角が 60〜65° 程度で、解像度が 高ぐ非使用時の奥行が薄いデジタルスチルカメラを提供することができる。なお、図 13に示したデジタルスチルカメラには、実施の形態 1に係るズームレンズ系の代わり に実施の形態 2〜4の!、ずれかに係るズームレンズ系を用いてもよ!、。
[0080] また、以上説明した実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系と、 CCDや CMOS等 の撮像素子とから構成される撮像装置を、携帯電話機器、 PDA (Personal Digital
Assistance)、監視システムにおける監視カメラ、 Webカメラ、車載カメラ等に適用 してちよい。
[0081] また、以上説明したデジタルスチルカメラに像ぶれ補正機能を搭載する場合、第 3 レンズ群 G3を光軸に垂直な方向に移動させる機構と像ぶれ補正モータ等を追加し、 像ぶれ補正モータを像ぶれ補正信号により制御すればよい。像ぶれ補正信号は、公 知の角速度センサにより検出されるデジタルスチルカメラの振動検出結果力 生成 する方法や、固体撮像素子に形成された画像信号から画像処理により生成する方法 などの公知の方法を用いることができる。 [0082] さらに、以上に説明したデジタルスチルカメラには、固体撮像素子の中央部に形成 される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大するデジタルズーム機能を搭載 することもでき、デジタルズーム機能を用いる場合には、以下に説明するように、ぶれ 補正機能による効果が顕著に得られる。
[0083] 像ぶれによってズームレンズが傾斜した場合のぶれぼけの程度は、固体撮像素子 の対角長に対する像偏心量の比 (像偏心量比）を用いて評価することができる。この 比は、撮影画像の信号からどのような大きさで印刷しても一定である。デジタルズー ム機能を用いな!/、場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の有効領域の対角長 と一致するが、デジタルズーム機能を用いる場合の撮影画像の対角長は、固体撮像 素子の対角長よりも小さくなる。したがって、像偏心量が一定の場合には、デジタル ズーム機能を用いると、像偏心量比が大きくなつて、ぶれぼけの程度が大きくなる。
[0084] 像ぶれ補正機能を用いると、像偏心量が非常に小さくなるので、デジタルズーム機 能を用いても、像偏心量比が小さくなつて、像ぶれぼけが大幅に改善される。
[0085] 図 13に示したデジタルスチルカメラでは、第 3レンズ群の平行移動量が同一でも、 第 3レンズ群の方位により結像特性に差を生じることがある。この場合には、固体撮像 素子の傾斜調整を行うことにより、結像特性の差を小さくすることができる。
[0086] また、図 13に示したデジタルスチルカメラには、固体撮像素子として、前記 400万 画素の固体撮像素子の代わりに、記録画素数が水平 2560 X垂直 1920 (約 500万 画素）、画素ピッチが水平 2. 2 /z m X垂直 2. 2 m、記録画面サイズが水平 5. 632 mm X垂直 4. 224mm (対角 7. 04mm)の固体撮像素子を用いることもできる。
[0087] また、図 13に示したデジタルスチルカメラの構成は、動画を対象としたデジタルビ デォカメラ〖こ用いることもできる。この場合、静止画だけでなぐ解像度の高い動画を 撮影することができる。
[0088] 以下、実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を 説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて mmである。ま た、各数値実施例において、 rは曲率半径、 dは面間隔、 ndは d線における屈折率、 v dはアッベ数である。また、各数値実施例において、 *印を付した面は非球面であ り、非球面形状は次式で定義している。 Z = + Dh4 + Eh6 + Fh8 +Gh10+ Hh12 + Ih14 + Jh16
Figure imgf000027_0001
ここで、 Kは円錐定数、 D、 E、 F、 G、 H、 I及び Jは、それぞれ 4次、 6次、 8次、 10次、 12次、 14次及び 16次の非球面係数である。
(実施例 1)
実施例 1のズームレンズ系は、図 1A〜： LCに示した実施の形態 1に対応する。実施 例 1のズームレンズ系のレンズデータを表 1に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長及び可変面間隔データを表 2に、非球面データを表 3に 示す。
レンズ群 レンズ 面 r d nd V d
G1 し 1 1 28.591 0.800 1.846660 23.78
し 2 2 19.732 2.700 1.772500 49.65
3 186.014 可変
G2 し 3 4 30.265 1.000 1.806100 33.27
5 7.881 2.935
し 4 6 -98.093 * 1.100 1.665470 55.18
7 8.517 * 0.720
し 5 8 10.136 2.000 1.846660 23.78
9 51.123 可変
絞り 10 oo 0.810
G3 し 6 11 6.485 1.620 1.696800 55.48
12 452.791 1.046
し 7 13 9.073 * 1.710 1.665470 55.18 し 8 14 -203.752 0.630 1.805180 25.46
15 4.878 可変
G4 し 9 16 10.677 1.935 1.743300 49.23
17 89.181 可変
Ρ 18 oo 0.900 1.516800 64.20
19 oo ι*-Η 土丄山
面間隔 広角端 中間状態 罜返 u而
f 6.34 15.49 36.82
F 2.87 3.46 4.88
2ω 61.1 26.2 11.0
し 50.503 53.371 63.287 d3 0.700 11.151 18.059 d9 19.619 7.391 1.300 d15 5.149 8.458 19.026 d17 4.025 5.366 3.906
Figure imgf000028_0001
(実施例 2)
実施例 2のズームレンズ系は、図 3A〜3Cに示した実施の形態 2に対応する。実施 例 2のズームレンズ系のレンズデータを表 4に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長及び可変面間隔データを表 5に、非球面データを表 6に 示す。
/vD/ O εさ/sooifcId 08ss900iAV
Figure imgf000029_0001
面 K D E F G
5 O.OOOOOE+00 -5.30261 E-04 1 .791 79E-05 -2.89278E-07 1 .8901 7E-09
6 O.OOOOOE+00 -6.4621 7E-04 2.15716E-05 -4.0321 9E-07 2.95978E-09
1 2 0.00000E+00 -6.201 92E-04 -1 .83542E-05 -5.66499E-07 1 .47856E-08
(実施例 3)
実施例 3のズームレンズ系は、図 5A〜5Cに示した実施の形態 3に対応する。実施 例 3のズームレンズ系のレンズデータを表 7に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長及び可変面間隔データを表 8に、非球面データを表 9に 示す。
Figure imgf000030_0001
ι*-Η 土丄山 面間隔 広角端 中間状態 罜返 u而
f 6.27 15.51 35.75
F 2.88 3.46 4.63
2ω 62.3 26.1 11.5
し 49.831 49.838 63.398 d2 0.700 10.610 19.513 d8 20.455 6.458 1.300 d14 4.043 5.439 16.210 d16 4.516 7.208 6.278
Figure imgf000031_0001
(実施例 4)
実施襟 4のズームレンズ系は、図 7A〜7Cに示した実施の形態 4に対応する。実施 例 4のズームレンズ系のレンズデータを表 10に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離 、 Fナンバー、画角、光学全長及び可変面間隔データを表 11に、非球面データを表 12に示す。
表 10
レンズ群 レンズ 面 r d nd V d
G1 し 1 1 25.160 0.800 1.846660 23.78 し 2 2 18.400 2.700 1.772500 49.65
3 140.100 可変
G2 し 3 4 40.693 1.000 1.834000 37.35
5 8.018 3.250
し 4 6 -65.381 * 1.200 1.606020 57.44
7 8.532 * 0.800
し 5 8 11.854 2.000 1.805180 25.46
9 -1327.469 可変
絞り 10 oo 0.900
G3 し 6 11 4.669 * 2.035 1.665470 55.18
12 486.933 0.200 し 7 13 7.866 0.600 1.846660 23.78
14 3.673 可変
G4 し 8 15 12.910 1.935 1.743300 49.23
16 134.320 可変
P 17 oo 0.900 1.516800 64.20
18 oo 11
曰 土丄山 面間隔 Jム角 u而 中間状態 罜返
f 6.34 15.50 36.82
F 2.90 3.45 5.06
2ω 61.2 26.0 11.0 し 50.533 53.399 63.425 d3 0.700 10.671 16.178 d9 19.585 7.511 1.300 d14 3.996 8.293 22.120 d16 6.817 7.479 4.348 表 12
Figure imgf000033_0001
[0093] 以下の表 13に、実施例 1〜4における各条件式の対応値を示す。
表 13
Figure imgf000033_0002
[0094] 図 2A〜2Iは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 4A〜4Iは、実 施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 6A〜6Iは、実施例 3に係るズー ムレンズ系の縦収差図である。図 8A〜8Iは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収 差図である。
[0095] 図 2A〜2C、 4A〜4C、 6A〜6C及び 8A〜8Cは、広角端における各収差を表す 。図 2D〜2F、 4D〜4F、 6D〜6F及び 8D〜8Fは、中間位置における各収差を表 す。図 2G〜2I、 4G〜4I、 6G〜6I及び 8G〜8Iは、望遠端における各収差を表す。 図 2A、 2D、 2G、 4A、 4D、 4G、 6A、 6D、 6G、 8A、 8D及び 8Gは、球面収差を示 す。図 2B、 2E、 2H、 4B、 4E、 4H、 6B、 6E、 6H、 8B、 8E及び 8Hは、非点収差を 示す。図 2C、 2F、 21、 4C、 4F、 41、 6C、 6F、 61、 8C、 8F及び 81は、歪曲収差を示 す。球面収差図において、縦軸は Fナンバーを表し、実線は d線、短破線は F線、長 破線は C線の特性である。非点収差図において、縦軸は半画角を表し、実線はサジ タル平面、破線はメリディォナル平面の特性である。歪曲収差図において、縦軸は半 画角を表す。
[0096] また図 9A〜9Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図であ る。図 10A〜10Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図で ある。図 11A〜11Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図 である。図 12A〜12Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差 図である。
[0097] 図 9A〜9C、 10A〜： LOC、 11八〜11じ及び12八〜12じは、望遠端における像ぶ れ補正を行っていない基本状態に対応する。図 9D〜9F、 10D〜： LOF、 11D〜11F 及び 12D〜 12Fは、第 2レンズ群 G2全体を光軸と垂直な方向に所定量移動させた 望遠端における像ぶれ補正状態に対応する。基本状態の各横収差図のうち、図 9A 、 10A、 11A及び 12Aは、最大像高の 75%の像点における横収差に対応する。図 9 B、 10B、 11B及び 12Bは、軸上像点における横収差に対応する。図 9C、 10C、 11 C及び 12Cは、最大像高の— 75%の像点における横収差に対応する。像ぶれ補正 状態の各横収差図のうち、図 9D、 10D、 11D及び 12Dは、最大像高の 75%の像点 における横収差に対応する。図 9E、 10E、 11E及び 12Eは、軸上像点における横収 差に対応する。図 9F、 10F、 11F及び 12Fは、最大像高の— 75%の像点における 横収差に対応する。なお、各横収差図において、メリディォナル平面を、第 1レンズ 群 G1の光軸と第 2レンズ群 G2の光軸とを含む平面としている。
[0098] なお、像ぶれ補正状態での第 3レンズ群 G3の光軸と垂直な方向への移動量は、実 施例 1が 0. 129mm,実施例 2が 0. 105mm,実施例 3が 0. 132mm,実施例 4が 0 . 135mmである。なお、撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が 0. 3° だけ傾！ヽた場合の像偏心量は、第 3レンズ群 G3全体が光軸と垂直な方向に上記の 各値だけ平行移動するときの像偏心量に等 、。
[0099] 各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であるこ とがわかる。また、 + 75%像点における横収差と— 75%像点における横収差とを基 本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さぐ収差曲線の傾斜がほぼ等しいことか ら、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、像ぶれ補正状 態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズ 系の像ぶれ補正角が同じ場合には、レンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、 像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。従って、いずれのズーム位置であって も、 0. 3° までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な像ぶ れ補正を行うことが可能である。
産業上の利用可能性
本発明に係るズームレンズ系は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携 帯電話機器、 PDA (Personal Digital Assistance)、監視システムにおける監視 カメラ、 Webカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特にデジタ ルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高画質が要求される撮影光学系に好適で ある。

Claims

請求の範囲 [1] 物体の光学的な像を変倍可能に形成するためのズームレンズ系であって、物体側 から像側へと順に、 正パワーの第 1レンズ群と、 負パワーの第 2レンズ群と、 正パワーの第 3レンズ群と、 正パワーの第 4レンズ群とを備え、 前記各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少 なくともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、 広角端から望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レン ズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、 第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強 、面を物体側に向けた正レンズ 素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された凹面を像側に向 けた負レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚のレン ズ素子から構成され、 以下の条件を満足する、ズームレンズ系： 7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1) W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で τ τ
ある。
[2] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
1. 7<L /ί < 2. 1 ' · · (2) '
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
T W
離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[3] 第 3レンズ群が、物体側から像側へと順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子と、正レンズ素子と、像側に凹面を向けた負レンズ素子とからなる、請求項 1に 記載のズームレンズ系。
[4] 第 3レンズ群が、物体側から像側へと順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子と、像側に凹面を向けた負レンズ素子とからなる、請求項 1に記載のズームレ ンズ系。
[5] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
5. 0<f /ί < 8. 0 · · · (3)
Gl W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f は第 1レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
Gl W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[6] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
2. 0<f /ί < 3. 5
G4 W …（4)
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f は第 4レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
G4 W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[7] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
2. 0<f /ί < 3. 0 · · · (5)
G3 W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 f は第 3レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
G3 W
離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[8] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0. 7<r /ί < 1. 3 · · · (6)
F W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 rは第 3レンズ群最物体側レンズ素子の物体側面の曲率半径、 f はレンズ系
F W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T
ある。
[9] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0. 5<r /ί < 1. 0 · · · (7)
R W (ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 rは第 3レンズ群最像側レンズ素子の像側面の曲率半径、 f はレンズ系全体
R W
の広角端における焦点距離、 f ズ
Tはレン 系全体の望遠端における焦点距離である。
[10] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
20< d /Z X L /ί < 30 · · · (8)
si W W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
Τ W
ここで、第 iレンズ群（iは整数）の厚みを dとして、 dは各レンズ群の厚みの総和、 Zは 撮影距離が∞での広角端と望遠端との変倍比、 L は広角端における光学全長、 f
W W
はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦
T
点距離である。
[11] 第 3レンズ群の最も物体側の正レンズの像側面が平面又は凹面である、請求項 1に 記載のズームレンズ系。
[12] 第 3レンズ群を光軸に垂直な方向に移動することにより、ズームレンズ系の振動によ つて発生する像ぶれを補正可能であり、以下の条件を満足する、請求項 1に記載の ズームレンズ系：
1. 1 <一（1一 m ) m m < 2. 5 …（9)
G2T G3T G4T
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G3T 離が∞で望遠端における第 3レンズ群の倍率、 m は撮影距離が∞で望遠端にお
G4T
ける第 4レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ
W T
系全体の望遠端における焦点距離である。
[13] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
1. 5<m /m < 3. 0 · · · (10)
G2T G2W
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T W
ここで、 m は撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距
G2T G2W 離が∞で広角端における第 2レンズ群の倍率、 f はレンズ系全体の広角端における
W
焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
T
[14] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0.3< Am <0.7
G2 …（11)
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T w
ここで、 Δπι は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 f
Wはレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f
Tはレンズ 系全体の望遠端における焦点距離である。
[15] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0.5< Am <1.8 ··· (12)
G3
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 Am は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 3レンズ群の
G3
倍率の変化量の絶対値、 f はレンズ
W 系全体の広角端における焦点距離、 f
Tはレンズ 系全体の望遠端における焦点距離である。
[16] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0.2< Am /Am <1.2 ··· (13)
G2 G3
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 Am は撮影距離が∞における広角端力も望遠端にかけての第 2レンズ群の
G2
倍率の変化量の絶対値、 Am
G3は撮影距離が∞における広角端から望遠端にかけ ての第 3レンズ群の倍率の変化量の絶対値、 f はレンズ系全体の広角端における焦
W
点距離、 f
Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。
[17] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：
0<M /M <0.32 ··· (14)
1WM 1MT
(ただし、 Z=f /ί >5.0である）
T W
ここで、 Μ は撮影距離が∞における広角端力も中間焦点距離状態にかけての第
1WM
1レンズ群の移動量、 Μ は撮影距離が∞における中間焦点距離状態カゝら望遠端
1MT
にかけての第 1レンズ群の移動量であり、中間焦点距離状態は f =^(f *f )、f
M W T M
はズームレンズ系全体の中間焦点距離状態の焦点距離で定義され、 f はレンズ系
W
全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T
ある。
[18] 被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であつ て、
被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、
ズームレンズ系が形成した被写体の光学的な像を、電気的な信号に変換する撮像 素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、物体側から像側へと順に、正パワーの第 1レンズ群と、負パ ヮ一の第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群と、正パワーの第 4レンズ群とを備え、 各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少なく ともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、
広角端力も望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レ ンズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、
第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凹 面を向けた正レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚 のレンズ素子力 構成され、
以下の条件を満足する、撮像装置：
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1)
W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で τ τ
ある。
被写体を撮影して、電気的な画像信号として出力可能なカメラであって、 被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系が 形成した被写体の光学的な像を電気的な信号に変換する撮像素子とを含む撮像装 置を備え、
前記ズームレンズ系が、物体側から像側へと順に、正パワーの第 1レンズ群と、負パ ヮ一の第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群と、正パワーの第 4レンズ群とを備え、 各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群のうち少なく ともいずれか 2つの間隔を変化させて変倍を行い、
広角端力も望遠端までの変倍の間に、第 3レンズ群が物体側へ移動し、かつ第 1レ ンズ群及び第 2レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、
第 3レンズ群力 最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レン ズ素子である第 3レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凹 面を向けた正レンズ素子である第 3レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 2枚 のレンズ素子力 構成され、
以下の条件を満足する、カメラ：
7. 0<L /ί < 9. 0 · · · (1)
W W
1. 5<L /ί < 2. 1 · · · (2)
τ τ
(ただし、 Z=f /ί > 5. 0である）
T w
ここで、 L は広角端における光学全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距
W W
離、 Lは望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離で
T T
ある。
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