JP2009210691A - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、ズーミングに際して、少なくとも該第１レンズ群が移動するズームレンズにおいて、開放Ｆナンバー光束を決定するＦナンバー決定絞りを有し、該第３レンズ群は少なくとも１枚の負レンズと最も像側に正レンズを有し、該第３レンズ群の最も像側に配置された負レンズの像側頂点から該Ｆナンバー決定絞りまでの光軸方向の距離Ｄｓ、広角端における該ズームレンズの焦点距離ｆｗ、望遠端における該ズームレンズの焦点距離ｆｔ、該第３レンズ群の焦点距離ｆ３を各々適切に設定すること。
【選択図】 図１

Description

本発明はスチルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、そしてデジタルスチルカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズに関するものである。

近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置（カメラ）においては、高機能化とともに装置全体の小型化がなされている。

そしてそれに伴って、これらに用いる撮影光学系は、レンズ全長が短くコンパクトで、高ズーム比で、しかも高い光学性能を有するズームレンズであることが要求されている。

これらの要求に応えるズームレンズの１つとして、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが知られている。

リヤーフォーカス式のズームレンズとして、物体側より像側へ順に正、負、正、正の屈折力の第１、第２、第３、第４レンズ群の４つのレンズ群を有する４群ズームレンズが知られている。この４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行うズームレンズが知られている（特許文献１）。

一方、コンパクト化と高ズーム比化の双方を達成するために、非使用時（非撮影時）に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくした所謂沈胴式を用いたズームレンズが知られている。

沈胴式のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズが知られている（特許文献２〜４）。

特許文献２では各レンズ群の偏芯に対する敏感度を低く抑えて沈胴構造を用いて全系の小型化を図ったズームレンズを開示している。

特許文献３ではＦナンバー決定絞りを第３レンズ群の最も物体側のレンズ面頂点と、該レンズの物体側の面と外周部との交点との間に配し、全系の小型化を図った沈胴構造のズームレンズを開示している。

特許文献４では、第３レンズ群を物体側より順に正レンズ、負レンズ、正レンズのレンズ構成とすることで、組付誤差による光学性能の劣化を防止した沈胴構造のズームレンズを開示している。

一方、撮像装置が振動したときの像振れを補正する防振機能を有するズームレンズが知られている。このうち物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１、第２、第３、第４レンズ群より成り、第３レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて像振れを補正したズームレンズが知られている（特許文献５）。

この他、ズームレンズ全体がコンパクトで高ズーム比のズームレンズとして物体側より像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１、第２、第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズが知られている（特許文献６）。
特開平１１−３０５１２４号公報 特開２００６−１０６１１１号公報 特開２００６−２８５０１９号公報 特開２００５−１６４９０５号公報 特開平０７−１２８６１９号公報 特開２００５−１０６９２５号公報

一般にズームレンズを小型化するためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、ズーミングに伴う各レンズ群の移動量を少なくし、かつ各レンズ群のレンズ枚数を削減するのが良い。

しかしながら、このようにしたズームレンズは、ズーミングに伴う収差変動が増大し、全ズーム範囲にわたり又画面全体にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。

このため、高ズーム比とレンズ系全体の小型化を図るには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力、そして各レンズ群のズーミングに伴う移動条件、そして開放Ｆナンバー光束を制限するＦナンバー絞りの光路中の位置等を適切に設定することが重要となる。

特に前述した３群以上のレンズ群より成るズームレンズでは、ズームタイプ、第３レンズ群のレンズ構成、そしてＦナンバー決定絞りの光路中の位置等を適切に設定することが重要となっている。

これらの構成が不適切であると、高ズーム比を確保しつつ高い光学性能を有した小型のズームレンズを得るのが困難になってくる。

本発明は、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、
ズーミングに際して、少なくとも該第１レンズ群が移動するズームレンズにおいて、開放Ｆナンバー光束を決定するＦナンバー決定絞りを有し、
該第３レンズ群は少なくとも１枚の負レンズと最も像側に正レンズを有し、
該第３レンズ群の最も像側に配置された負レンズの像側頂点から該Ｆナンバー決定絞りまでの光軸方向の距離をＤｓ、広角端における該ズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端における該ズームレンズの焦点距離をｆｔ、該第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、

１．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズが得られる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有している。

ズーミングに際して、少なくとも第１レンズ群が移動する。光路中にズーミングに際して独立又は他のレンズ群と一体的に移動する絞りを有している。この絞りは、開放Ｆナンバー光束を決定（制限）するＦナンバー決定絞りである。

図１は実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２は実施例１のズームレンズの広角端における収差図、図３は実施例１のズームレンズの望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図４は実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図５は実施例２のズームレンズの広角端における収差図、図６は実施例２のズームレンズの望遠端における収差図である。

図７は実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８は実施例３のズームレンズの広角端における収差図、図９は実施例３のズームレンズの望遠端における収差図である。

図１０は実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１１は実施例４のズームレンズの広角端における収差図、図１２は実施例４のズームレンズの望遠端における収差図である。

図１３は実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１４は実施例５のズームレンズの広角端における収差図、図１５は実施例５のズームレンズの望遠端における収差図である。

図１６は本発明のズームレンズを備える撮像装置の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。

レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

尚、各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。

実施例１〜４は全体として４つのレンズ群よりなる４群ズームレンズである。実施例５は全体として３つのレンズ群よりなる３群ズームレンズである。

尚、本発明のズームレンズは３以上のレンズ群を有していれば良く、５群以上のズームレンズであっても良い。

実施例１〜４のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。

実施例５のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。

ＳＰは開放Ｆナンバー光束を制限する絞り（Ｆナンバー決定絞り）であり、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点と最も像側に配置されたレンズの像側頂点との間に配置している。

尚、ここでいう絞り（Ｆナンバー決定絞り）は、開口面積が可変でも不変でも良い。ＦＰはフレアー絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の像側に配置しており、不要光を遮光している。

Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。

収差図において、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を示す。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。

以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第３レンズ群）が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

実施例１〜４では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第１レンズ群Ｌ１は広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡で移動、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ単調に移動している。

又、変倍に伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡を有するように移動させて補正している。

また第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。

第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。

このように第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡とすることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間の空気の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に設定している。

又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。

実施例５では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第１レンズ群Ｌ１は広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡で移動、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ単調に移動している。

実施例５では第１レンズ群、又は全ての群を同時に光軸上移動させてフォーカスを行っている。

各実施例では、ズーミングの際に第１レンズ群を移動させている。特に第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きく変化するようにしており、これにより高いズーム比を得ている。

又、第１レンズ群Ｌ１を広角端から望遠端へのズーミングに妻子、像側へ凸状の軌跡を描き、広角端に比べて望遠端において物体側に位置するように移動させている。

このズーム構成は高ズーム化に適すると共に、軸外光束が最も広がる広角端近傍で第１レンズ群Ｌ１が最も像側に近づくので第１レンズ群Ｌ１を通過する光線の高さを抑えることができ、前玉径（第１レンズ群Ｌ１の径）の小型化が容易となる。

第３レンズ群Ｌ３は少なくとも１つの負レンズを有している。これによって正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３中でのコマ収差と像面湾曲を良好に補正している。

又、各実施例において第３レンズ群Ｌ３は最も像側に正レンズを有している。これにより、第３レンズ群Ｌ３中の負レンズにて発生する軸外のコマ収差や像面湾曲を、負レンズとは逆符号の収差を発生することで効果的に補正している。

各実施例において、第３レンズ群Ｌ３は少なくとも１枚の負レンズと最も像側に正レンズを有している。

第３レンズ群Ｌ３の最も像側に配置された負レンズの像側頂点からＦナンバー決定絞りＳＰまでの光軸方向の距離をＤｓとする。広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。

このとき、

１．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ‥‥‥（２）
なる条件を満足している。

尚、条件式（１）において距離Ｄａの符号は、第３レンズ群Ｌ３中で最も像側に配置された負レンズの像側頂点よりもＦナンバー決定絞りＳＰが像側に配置される場合が正で、その逆が負である。

条件式（１）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３中で最も像側に配置された負レンズの像側頂点よりもＦナンバー決定絞りＳＰが物体側に配置されると、該負レンズの像側の面において、レンズ周縁に近い位置を軸外光線の一部が通過するようになる。

その結果、像面湾曲が補正過剰となり、さらに外向性のコマ収差等が発生してくる。

また、上限を超えると、像面湾曲が補正不足となり、さらに内向性のコマ収差等が発生してくる。

又、下限又は上限のいずれを越えてもズーム比５倍以上のズーム比を得ようとすると諸収差の補正が困難になってくる。条件式（１）を満たすことで高ズーム比を図ったときの諸収差の発生を効果的に抑制することが容易となる。

条件式（２）の下限を下回って広角端の焦点距離に対して第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなると、第３レンズ群Ｌ３中の各レンズの曲率がきつくなってきて諸収差の補正が困難となる。

また、条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３での変倍比を一定以上保つためには移動量を増やせねばならず、この結果、望遠端においてレンズ全長が増大するので良くない。

さらに好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．０ ‥‥‥（２ａ）
とするのが良い。

各実施例によれば以上の如く、レンズ構成を特定することにより高ズーム比でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズが得られる。

本発明の目的とするズームレンズは以上の如く構成することによって得られる。

次に各実施例において更に好ましい構成について述べる。但し、以下の構成は望ましい構成であって、必ずしも必須要件ではない。

開放Ｆｎｏ（開放Ｆナンバー）光束を決定する開放Ｆナンバー決定絞りＳＰは第３レンズ群中の収斂作用を有する凸レンズ面の頂点と、該凸レンズ面の外周部との交点との間に配置されている。

これにより、開放Ｆナンバー決定絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３の内部に設けることができ、第３レンズ群Ｌ３とは別に絞り部材を設けないで済む。その結果、ズーミング時に各レンズ群の間隔を狭めることが容易となり、レンズ全長の増大を防止しつつ高ズーム比化が容易になる。

実施例１、３、４、５では開放Ｆナンバー決定絞りＳＰが、第３レンズ群Ｌ３中の収斂作用を有する凸面の面頂点と凸面の外周部との交点との間に配置されている。即ちこれは、レンズと開放Ｆナンバー決定絞りＳＰを重ねて配置することに等しく、開放Ｆナンバー決定絞りＳＰを配置する空間を別途確保する必要がない。

このためレンズ全長の小型化に有利である。また、開放Ｆナンバー決定絞りＳＰと収斂作用を有する凸面が接近するために、該凸面を通過する軸上光線の高さを抑えることもでき、球面収差や、軸上のコマ収差等を効果的に補正することができる。又、この構成は沈胴方式を用いてレンズ全長を短縮するのが容易となる。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成されている。特に第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸形状の正レンズ、像側の面が凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズからなっている。

これにより、負レンズにより発生する軸外のコマ収差や像面湾曲を、負レンズよりも像側の正レンズにより効果的に補正している。また、構成レンズ枚数を３枚とすることで第３レンズ群Ｌ３を小型にしている。第３レンズ群Ｌ３を構成するレンズは、実施例１、２、４、５のように物体側の正レンズと負レンズを接合すれば製造が容易となる。

一方、実施例３のようにそれぞれを単レンズとして非球面を１以上用いれば、諸収差をより良く補正することが容易となる。

第３レンズ群Ｌ３中で最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径をＲ３ｎとする。このとき、
０．３＜Ｒ３ｎ／ｆｗ＜０．９・・・（３）
なる条件を満足している。

条件式（３）の下限を下回ると、広角端の焦点距離に対して負レンズの像側の面の曲率半径が小さくなりすぎる。このため、軸上と軸外で光線が負レンズの像側の面に入射する角度が大きく変わってくる。

その結果、コマ収差や像面湾曲が大きく発生してこれらの補正が困難になる。また、上限を超えると、コマ収差や像面湾曲が補正過剰となってくる。

さらに好ましくは、条件式（３）の数値範囲を
０．５＜Ｒ３ｎ／ｆｗ＜０．８・・・（３ａ）
とするのが良い。

第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。このとき、
１．２＜ｆ３／｜ｆ２｜＜２．０・・・（４）
なる条件を満足している。

条件式（４）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が第２レンズ群Ｌ２に対して短くなりすぎ、第３レンズ群Ｌ３内の各レンズの屈折力を高めることが必要になる。その結果、コマ収差や像面湾曲等の補正が困難になってくる。

同様に、上限を超えた場合には第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなりすぎ、やはりコマ収差や像面湾曲等の補正が困難になる。

さらに好ましくは、条件式（４）の数値範囲を
１．３＜ｆ３／｜ｆ２｜＜１．６・・・（４ａ）
とするのが良い。

第３レンズ群Ｌ３中で最も物体側のレンズ頂点と最も像側のレンズ頂点との、光軸方向の距離をＤｇ３とする。このとき、
０．４＜Ｄｇ３／ｆｗ＜０．８５・・・（５）
なる条件を満足している。

条件式（５）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３中に強い屈折力をもったレンズを複数枚配置することが難しくなり、結果として、高ズーム比を保ちつつ、色収差等の諸収差を良好に補正するのが困難になる。また、上限を超えると、レンズ全長および沈胴長を十分に短縮することが困難になる。

さらに好ましくは、条件式（５）の数値範囲を
０．６＜Ｄｇ３／ｆｗ＜０．８・・・（５ａ）
とするのが良い。

第３レンズ群Ｌ３は１以上の非球面形状の面を有している。これにより、球面収差等を効果的に補正している。

第３レンズ群Ｌ３を、光軸と垂直方向の成分を持つように移動させ、光軸に対し垂直方向の結像位置を変移させている。これにより、防振のためのプリズムやレンズ群を新たに追加せずに、手ぶれを容易に抑制している。

第１レンズ群Ｌ１は、１枚の負レンズと１枚の正レンズからなっている。

特に物体側より像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと、正レンズとを接合した接合レンズより成っている。

第２レンズ群Ｌ２は、２枚の負レンズと１枚の正レンズからなっている。

特に第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズより成っている。

又、実施例１から実施例４において、第４レンズ群Ｌ４は、物体側が凸形状の単一の正レンズより成っている。

各実施例では、各レンズ群を前述の如く構成することによってレンズ全長が短く、高ズーム比で広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズを得ている。

この他、各実施例によればズーム比が５倍以上と高く、しかも全系が小型で、広角端から望遠端までのズーム全域で良好な光学性能を有するズームレンズが得られる。

又、各レンズ群はレンズ枚数が少ないので、沈胴方式を用いて全長を短縮することが容易なズームレンズが得られる。

次に実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示す。

ｒｉは物体側から順に、第ｉ番目のレンズ面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔を示す。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ、ｄ線を基準としたときの屈折率及びアッベ数を示す。

ＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの、空気換算長を示す。また、長さに関する値の単位は、特に記載がない場合には、ｍｍである。

最も像側の２つの面はフィルター部材を構成する面である。レンズ面が非球面形状を有する場合は、面番号の後に＊を付加している。

また、その形状は以下のように表す。光軸方向での位置をＸとし、光軸と直交する方向での位置をＨとし、光の進行方向を正とする。Ｒを近軸曲率半径とし、Ｋを円錐係数とし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆをそれぞれ非球面係数とする。

このとき、

なる式で表す。なお、「ｅ±Ｎ」は、「×１０^±Ｎ」を示す。また、各実施例における上述した条件式との対応を表−１に示す。

尚、数値実施例１、３、４、５においてｄ１０の値が負となっているが、これは物体側から順に、Ｆナンバー決定絞りＳＰ、第３レンズ群Ｌ３の物体側のレンズと数えた為である。

又、数値実施例２においてｄ１３の値が負となっているのは、Ｆナンバー決定絞りＳＰ、次いで第３レンズ群Ｌ３の像側の正レンズと数えた為である。

ＳＰ絞りはＦナンバー決定絞り、ＦＰ絞りはフレアーカット絞りを示している。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 23.557 0.90 1.84666 23.9
2 16.240 3.00 1.77250 49.6
3 116.429 (可変)
4 21.367 0.70 1.88300 40.8
5 5.991 3.30
6 -71.384 0.60 1.77250 49.6
7 16.516 0.50
8 10.194 1.50 1.92286 18.9
9 21.109 (可変)
10(SP絞り) ∞ -0.55
11* 4.688 2.10 1.80447 40.9
12 15.418 0.60 1.80809 22.8
13 4.044 0.50
14 12.154 1.30 1.69680 55.5
15 -24.112 0.18
16(FP絞り) ∞ (可変)
17 17.660 1.60 1.60311 60.6
18 -693.969 (可変)
19 ∞ 1.00 1.51633 64.1
20 ∞ (可変)

非球面データ
第11面
K=-1.09194e-001 A 4=-2.96824e-004 A 6=-4.98635e-006 A 8=-3.99063e-007

各種データ
ズーム比 5.82

焦点距離 6.30 19.14 36.67 27.20 10.69
Fナンバー 3.22 4.45 6.08 5.06 3.74
画角 31.58 11.45 6.03 8.11 19.92
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.39 48.90 58.10 53.47 43.88
BF 6.89 9.30 6.04 8.73 8.26

d 3 0.40 9.74 13.84 12.52 4.52
d 9 14.86 3.82 1.00 1.96 8.32
d16 5.02 9.81 20.99 14.03 6.54
d18 5.73 8.14 4.88 7.57 7.10
d20 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 39.54
2 4 -8.65
3 10 11.78
4 17 28.58

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 20.188 0.90 1.84666 23.9
2 15.434 3.20 1.77250 49.6
3 73.267 (可変)
4 20.861 0.70 1.88300 40.8
5 5.954 3.30
6 -89.362 0.60 1.77250 49.6
7 16.002 0.50
8 10.114 1.60 1.92286 18.9
9 19.851 (可変)
10* 4.529 1.70 1.80447 40.9
11 13.800 0.50 1.80809 22.8
12 4.044 0.70
13(SP絞り) ∞ -0.10
14 13.992 1.30 1.69680 55.5
15 -23.174 0.30
16(FP絞り) ∞ (可変)
17 16.846 1.60 1.62299 58.2
18 -475.077 (可変)
19 ∞ 1.00 1.51633 64.1
20 ∞ (可変)

非球面データ
第10面
K=-7.80965e-002 A 4=-3.25203e-004 A 6=-4.40757e-006 A 8=-7.81278e-007
A10=-1.14530e-008

各種データ
ズーム比 5.74

焦点距離 6.40 18.15 36.73 27.14 10.07
Fナンバー 3.08 4.27 6.08 5.10 3.49
画角 31.18 12.05 6.02 8.12 21.04
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.67 49.66 58.62 54.19 44.47
BF 7.64 7.75 6.37 6.63 8.21

d 3 0.40 8.26 11.11 10.47 3.80
d 9 14.23 4.64 0.45 2.32 8.94
d16 4.60 12.21 23.89 17.96 6.72
d18 6.49 6.59 5.22 5.47 7.05
d20 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 36.22
2 4 -8.49
3 10 12.27
4 17 26.15

[数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 21.017 1.10 1.84666 23.9
2 14.047 3.50 1.77250 49.6
3 96.418 (可変)
4 28.407 0.70 1.88300 40.8
5 6.122 3.20
6 -62.491 0.60 1.77250 49.6
7 14.195 0.40
8 10.646 1.70 1.92286 18.9
9 30.111 (可変)
10(SP絞り) ∞ -0.65
11* 5.045 2.25 1.80447 40.9
12* 38.529 0.20
13 21.194 0.50 1.80809 22.8
14 4.183 0.60
15 11.043 1.30 1.69680 55.5
16 -67.906 0.18
17(FP絞り) ∞ (可変)
18 13.870 1.60 1.60311 60.6
19 81.251 (可変)
20 ∞ 1.00 1.51633 64.1
21 ∞ (可変)

非球面データ
第11面
K=-7.29620e-004 A 4=-3.58262e-004 A 6=-2.87700e-006 A 8=-5.14369e-007

第12面
K =-2.13283e+001 A 4= 1.28553e-004 A 6= 1.02419e-005

各種データ
ズーム比 7.13

焦点距離 6.31 22.95 44.97 34.12 11.73
Fナンバー 2.67 4.02 6.08 4.86 3.19
画角 31.57 9.58 4.92 6.48 18.27
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 44.83 52.66 63.04 57.82 46.63
BF 6.84 8.17 5.19 6.90 7.93

d 3 0.30 10.11 12.08 12.03 5.28
d 9 15.46 4.06 1.00 2.08 8.74
d17 5.05 13.14 27.59 19.63 7.50
d19 5.68 7.01 4.03 5.74 6.77
d21 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 35.88
2 4 -8.11
3 10 12.01
4 18 27.49

[数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 23.256 0.90 1.84666 23.9
2 16.140 3.10 1.77250 49.6
3 110.969 (可変)
4 23.631 0.70 1.88300 40.8
5 6.002 3.30
6 -67.136 0.60 1.77250 49.6
7 15.646 0.50
8 10.355 1.50 1.92286 18.9
9 23.088 (可変)
10(SP絞り) ∞ -0.10
11* 4.828 2.20 1.80447 40.9
12 18.632 0.70 1.80809 22.8
13 4.147 0.50
14 11.732 1.30 1.69680 55.5
15 -24.938 0.18
16(FP絞り) ∞ (可変)
17 15.132 1.60 1.60311 60.6
18 115.888 (可変)
19 ∞ 1.00 1.51633 64.1
20 ∞ (可変)

非球面データ
第11面
K=-1.05178e-001 A 4=-2.89807e-004 A 6=-4.13697e-006 A 8=-5.88566e-007

各種データ
ズーム比 6.12

焦点距離 6.00 19.22 36.68 27.64 10.45
Fナンバー 3.21 4.53 6.08 5.16 3.77
画角 32.36 11.40 6.03 7.98 20.34
像高 3.80 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.63 50.08 59.37 54.77 44.66
BF 6.85 9.16 7.09 8.87 8.03

d 3 0.40 10.16 14.17 12.96 4.77
d 9 14.66 3.59 0.59 1.65 8.14
d16 4.75 10.20 20.53 14.31 6.75
d18 5.69 8.00 5.94 7.71 6.87
d20 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 39.30
2 4 -8.29
3 10 11.69
4 17 28.69

[数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 23.895 0.90 1.84666 23.9
2 16.446 3.00 1.77250 49.6
3 72.246 (可変)
4 22.420 0.70 1.88300 40.8
5 6.000 3.30
6 -86.989 0.60 1.77250 49.6
7 21.173 0.50
8 10.171 1.50 1.92286 18.9
9 17.878 (可変)
10(SP絞り) ∞ -0.55
11* 4.688 2.10 1.80447 40.9
12 13.523 0.60 1.80809 22.8
13 4.108 0.50
14 14.088 1.30 1.71300 53.9
15 -15.973 1.00
16(FP絞り) ∞ (可変)
17 ∞ 1.00 1.51633 64.1
18 ∞ (可変)

非球面データ
第11面
K=-9.98051e-002 A 4=-3.48756e-004 A 6=-5.83950e-006 A 8=-5.72197e-007

各種データ
ズーム比 5.01

焦点距離 6.99 14.43 35.04 21.04 11.55
Fナンバー 3.39 4.45 6.08 5.17 3.71
画角 28.99 15.03 6.31 10.43 18.55
像高 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 43.57 43.84 54.95 47.53 48.91
BF 12.38 17.24 24.70 20.55 13.86

d 3 0.40 4.67 13.80 7.84 8.78
d 9 15.34 6.48 1.00 3.70 10.82
d16 11.22 16.08 23.54 19.39 12.70
d18 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 47.50
2 4 -8.93
3 10 10.74

次に実施例１〜５に示したズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図１６を用いて説明する。

図１６において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。

尚、本発明のズームレンズは一眼レフカメラやビデオカメラ等にも同様に適用することができる。

実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの望遠端での収差図 実施例４のズームレンズの光学断面図 実施例４のズームレンズの広角端での収差図 実施例４のズームレンズの望遠端での収差図 実施例５のズームレンズの光学断面図 実施例５のズームレンズの広角端での収差図 実施例５のズームレンズの望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ Ｆナンバー決定絞り（開口絞り）
ＦＰ フレアーカット絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ線 ｄ線
ｇ線 ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (12)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、
   ズーミングに際して、少なくとも該第１レンズ群が移動するズームレンズにおいて、絞りを有し、
   該第３レンズ群は少なくとも１枚の負レンズと最も像側に正レンズを有し、
   該第３レンズ群の最も像側に配置された負レンズの像側頂点から該絞りまでの光軸方向の距離をＤｓ、広角端における該ズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端における該ズームレンズの焦点距離をｆｔ、該第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   

   

   １．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記絞りは、前記第３レンズ群中の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点と最も像側に配置されたレンズの像側頂点との間に、配置されていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記絞りは、前記第３レンズ群中の収斂作用を有する凸レンズ面の頂点と、該凸レンズ面の外周部との交点との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のズームレンズ。
5. 前記第３レンズ群中で最も像側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径をＲ３ｎとするとき、
   ０．３＜Ｒ３ｎ／ｆｗ＜０．９
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   １．２＜ｆ３／｜ｆ２｜＜２．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群中の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点と最も像側に配置されたレンズの像側頂点との、光軸方向の距離をＤｇ３とするとき、
   ０．４＜Ｄｇ３／ｆｗ＜０．８５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第３レンズ群の像側に、正の屈折力の第４レンズ群を有し、該第４レンズ群は、１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 固体撮像素子に像を形成するための光学系であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズと該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

Images