JP2009265323A

JP2009265323A - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP2009265323A
Application number: JP2008113936A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 佐藤　　賢一
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-11-12
Also published as: US7817348B2; CN101566723A; US20090268307A1; CN101566723B

Abstract

【課題】小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】第１レンズ群Ｇ１を全体として正のパワーとし、負レンズＬ１１と、直角プリズムＬＰと、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状の正レンズＬ１２とで構成する。第２レンズ群Ｇ２を全体として負のパワーとし、２枚のレンズＬ２１，Ｌ２２で構成する。第３レンズ群Ｇ３を１枚の正レンズＬ３１で構成する。第４レンズ群Ｇ４を全体で正のパワーとし、正のパワーの接合レンズと、少なくとも１面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズＬ４３とで構成する。以下の条件を満足する。ｆｗは広角端での全系の近軸焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の近軸焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の近軸焦点距離。
−１．０＜ｆ２／ｆｗ＜−３．０ ……（１）
２．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．０ ……（２）
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像機能を有する小型の機器、特にデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等に好適に用いられるズームレンズおよび撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。そこで最近では、レンズ系の光路を途中で折り曲げ、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ったものが開発されている。

屈曲光学系を用いたズームレンズとして、特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有すると共に光路を折り曲げる反射部材を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、負の第２レンズ群と正の第４レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされた４群ズームの構成例が記載されている。特に特許文献１の図１に記載の構成例では、第１レンズ群内において反射部材の後ろには２枚のレンズが配置され、第２レンズ群には３枚のレンズが使用され、第３レンズ群には接合レンズが使用されている。
特開２００３−２０２５００号公報

上述のように、屈曲光学系を用いることにより、撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ることができるため、近年では、種々の撮像機器に搭載され始めている。一方で、市場では薄型化と共に低コスト化への要求もある。このため、薄型化を図りつつも、コスト的に有利な構成とされた屈曲光学系の開発が望まれている。低コスト化を図るためには、レンズ材料に樹脂材料を用いることが考えられるが、樹脂レンズを用いる場合には、ガラスレンズに比べて温度による特性変化が大きいので、温度特性を十分考慮した構成とすることが望ましい。また、レンズ構成全体の小型化と低コスト化を図るためには、レンズ枚数は少ない方が好ましい。特許文献１に記載の４群ズームレンズは、小型化と低コスト化の点で改善の余地がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側から順に、変倍時に固定の第１レンズ群と、変倍時に移動する第２レンズ群と、変倍時に固定の第３レンズ群と、変倍時および合焦時に移動する第４レンズ群とからなり、第１レンズ群は全体として正のパワーを有し、物体側から順に、負レンズと、光路を折り曲げる反射部材と、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状の正レンズとで構成され、第２レンズ群は全体として負のパワーを有すると共に、２枚のレンズで構成され、第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、第４レンズ群は全体で正のパワーを有し、物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも１面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズとで構成されているものである。

本発明によるズームレンズでは、第１レンズ群内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、第１レンズ群内において反射部材の後ろには１枚のレンズのみを配置し、第２レンズ群には２枚のレンズのみを配置する等してレンズ枚数を比較的少なく構成したことで、小型化と低コスト化に有利とされている。また、第１レンズ群と第４レンズ群のそれぞれにおいて、非球面を用いて収差補正に有利な構成にしつつ、それら非球面レンズを樹脂材で構成することで低コスト化が図られる。また、第１レンズ群の非球面の樹脂レンズを正レンズとし、第４レンズ群の非球面の樹脂レンズを負レンズとすることで、それらの樹脂レンズが互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができると共に、より低コスト化に有利となる。

本発明によるズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、ｆｗは広角端での全系の近軸焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の近軸焦点距離、ｆ４は第４レンズ群の近軸焦点距離を示す。これにより、移動群である第２レンズ群および第４レンズ群の焦点距離に関して適切な条件が満たされ、ズーム移動を考慮してレンズ系の小型化に有利となる。
−１．０＜ｆ２／ｆｗ＜−３．０ ……（１）
２．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．０ ……（２）

また、第２レンズ群は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズとからなり、かつ、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、ＲＮは第２レンズ群内の負レンズの像面側の面の近軸曲率半径、ＲＰは第２レンズ群内の正レンズの物体側の面の近軸曲率半径を示す。
│ＲＰ│／│ＲＮ│＜１．１ ……（３）

また、第３レンズ群内の１枚の正レンズは、少なくとも１面が非球面の樹脂材よりなる正メニスカスレンズで構成されていることが好ましい。

また、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、Ｐ４は第４レンズ群内の最も像面側の負レンズの近軸焦点距離を示す。これにより、他の正のパワーを有する樹脂レンズに対して温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。
−１０．０＜Ｐ４／ｆｗ＜０ ……（４）

本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いて、装置全体としての小型化と低コスト化が図られる。

本発明のズームレンズによれば、屈曲光学系として小型化に有利な構成にすると共に、レンズ枚数を比較的少なくして各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としての小型化と低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図６（Ａ）、（Ｂ）および図７）のレンズ構成に対応している。なお、図１（Ａ）は広角端（最短焦点距離状態）での光学系配置、図１（Ｂ）は望遠端（最長焦点距離状態）での光学系配置に対応している。同様にして、後述の第２ないし第５の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第５の構成例の断面構成を、図２（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）に示す。図１（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔Ｄ６，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１７のみ符号を付す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１（Ａ），（Ｂ）に示した第１の構成例を基本にして説明する。

このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを備えている。光学的な開口絞りＳｔは、例えば第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。

このズームレンズは、撮像機能を有する小型の機器、例えばデジタルカメラやビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびＰＤＡ等の撮影装置に搭載可能である。このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮影部の構成に応じた部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面（撮像面）Ｓｉｍｇには、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１００が配置される。撮像素子１００は、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するものである。少なくとも、このズームレンズと撮像素子１００とで、本実施の形態における撮像装置が構成される。最終レンズ群（第４レンズ群Ｇ４）と撮像素子１００との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。

このズームレンズは、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされている。より詳しくは、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が変倍の際に常時固定であり、第２レンズ群Ｇ２、および第４レンズ群Ｇ４が変倍時に光軸Ｚ１上で移動するようになっている。このズームレンズは、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、各移動群は、図１（Ａ）の状態から図１（Ｂ）の状態へと、図に実線で示した軌跡を描くように移動する。この場合において、第２レンズ群Ｇ２が主に変倍作用を担い、第４レンズ群Ｇ４は変倍に伴う像面変動の補正作用を担っている。第４レンズ群Ｇ４は合焦時にも移動する。

このズームレンズは、少なくとも第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４内に樹脂レンズを有している。また、第３レンズ群Ｇ３内にも樹脂レンズを有していることが好ましい。また、必要に応じて各レンズ群内に非球面レンズが用いられていても良い。非球面レンズにする場合、樹脂材料を用いて成形すると加工性が良く低コスト化が図れるので、非球面レンズは樹脂レンズであること好ましい。

このズームレンズは、以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。ただし、ｆｗは広角端での全系の近軸焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の近軸焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の近軸焦点距離を示す。
−１．０＜ｆ２／ｆｗ＜−３．０ ……（１）
２．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．０ ……（２）

第１レンズ群Ｇ１は、全体として正のパワーを有している。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に負レンズと、光路を略９０度折り曲げる反射部材と、正レンズとを有している。より具体的には、第１レンズ群Ｇ１は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、反射部材としての直角プリズムＬＰと、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状の正レンズＬ１２とで構成される。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは屈曲光学系であり、実際には、図２７に示すように、第１レンズ群Ｇ１において、例えば直角プリズムＬＰの内部反射面で光路が略９０°折り曲げられている。図１（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）では、光軸Ｚ１を直線状とし、反射部材ＬＰの内部反射面を省略して同一方向に展開し、等価的に直線的な光学系として示している。なお、直角プリズムＬＰに代えて、反射ミラー等の他の反射部材を用いても良い。

第２レンズ群Ｇ２は全体として負のパワーを有している。第２レンズ群Ｇ２は、２枚のレンズで構成されている。より具体的には、第２レンズ群Ｇ２は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズＬ２２とで構成される。第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ２１の像面側の面の近軸曲率半径をＲＮ、正レンズＬ２２の物体側の面の近軸曲率半径ＲＰとしたとき、以下の条件を満足することが好ましい。
│ＲＰ│／│ＲＮ│＜１．１ ……（３）

第３レンズ群Ｇ３は１枚の正レンズで構成されている。より具体的には、第３レンズ群Ｇ３は例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、少なくとも１面が非球面の樹脂材よりなる１枚の正メニスカスレンズＬ３１で構成することが好ましい。特に第３レンズ群Ｇ３に近い位置に絞りＳｔを配置した場合、絞りＳｔに近いレンズ面を非球面にすることが好ましい。これにより、球面収差の補正に有利となる。

第４レンズ群Ｇ４は全体で正のパワーを有している。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも１面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズＬ４３とで構成されている。接合レンズは物体側から順に、例えば正レンズＬ４１と負レンズＬ４２とからなる。最も像側の負レンズＬ４３は、他の正のパワーを有する樹脂レンズに対して温度補償するように、比較的負のパワーが強いことが好ましく、例えば両凹レンズ、または像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであることが好ましい。また、以下の条件を満足することが好ましい。Ｐ４は負レンズＬ４３の近軸焦点距離を示す。
−１０．０＜Ｐ４／ｆｗ＜０ ……（４）

図２８（Ａ），（Ｂ）は、このズームレンズが搭載される撮像装置の一例として、デジタルスチルカメラを示している。図２８（Ａ）は、このデジタルスチルカメラ１０を前側から見た外観を示し、図２８（Ｂ）は、このデジタルスチルカメラ１０を背面側から見た外観を示している。このデジタルスチルカメラ１０は、その前面側の中央上部に、ストロボ光を照射するストロボ発光部２１を備えている。また、その前面側においてストロボ発光部２１の側方部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口２２が設けられている。このデジタルスチルカメラ１０はまた、上面側に、レリーズボタン２３と電源ボタン２４とを備えている。このデジタルスチルカメラ１０はまた、背面側に、表示部２５と操作部２６，２７とを備えている。表示部２５は、撮像された画像を表示するためのものである。このデジタルスチルカメラ１０では、レリーズボタン２３を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルスチルカメラ１０に装着されたメモリカード（図示せず）に記録される。

このデジタルスチルカメラ１０は、筐体内部に撮像レンズ１を備えている。この撮像レンズ１として、本実施の形態に係るズームレンズが用いられている。撮像レンズ１は、前面側に設けられた撮影開口２２に、最も物体側のレンズ（負メニスカスレンズＬ１１）が位置するように配置されている。撮像レンズ１は、直角プリズムＬＰによる折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの縦方向と一致するようにして、デジタルスチルカメラ１０の内部に全体として縦方向に組み込まれている。なお、折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの横方向となるようにして、デジタルスチルカメラ１０の内部に全体として横方向に組み込まれていても良い。

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、第１レンズ群Ｇ１内において反射部材の後ろには１枚の正レンズＬ１２のみを配置し、第２レンズ群には２枚のレンズのみを配置する等してレンズ枚数を比較的少なく構成したことで、小型化と低コスト化に有利とされている。また、移動群である第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の焦点距離に関して適切な条件式（１），（２）を満たすことで、ズーム移動を考慮してレンズ系の小型化を図ることができる。また、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４のそれぞれにおいて、非球面を用いて収差補正に有利な構成にしつつ、それら非球面レンズを樹脂材で構成することで低コスト化が図られる。また、第４レンズ群Ｇ４の樹脂レンズを負レンズＬ４３とすることで、他の正の樹脂レンズ（例えば第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１２）に対して、互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。また、非球面レンズを樹脂レンズとすることで、ガラスの非球面レンズに比べて製造が容易となり、高性能化を図りつつ低コスト化を図ることができる。

条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２のパワーに関するもので、上限を超えるとパワーが大きくなり過ぎて、設計値に対する誤差の感度が高くなり過ぎ好ましくない。また下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり過ぎて、レンズ系が大きくなり好ましくない。

上記条件式（２）は、第４レンズ群Ｇ４のパワーに関するもので、下限を下回るとパワーが大きくなり過ぎて、設計値に対する誤差の感度が高くなり過ぎ好ましくない。また上限を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の移動量が大きくなり過ぎて、レンズ系が大きくなり好ましくない。

条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２内のレンズの面形状に関する。条件式（３）の条件を外れると像面湾曲等の収差補正が困難となる。

条件式（４）は、第４レンズ群Ｇ２内の樹脂レンズ（負レンズＬ４３）のパワーに関する。条件式（４）の条件を外れると、負レンズＬ４３による他の正の樹脂レンズに対する温度補償が困難となる。

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、屈曲光学系として小型化に有利な構成にすると共に、レンズ枚数を比較的少なくして各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。また、本実施の形態に係るズームレンズを搭載した撮像装置によれば、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化とを図ることができる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

図６（Ａ），（Ｂ）および図７は、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に図６（Ａ）にはその基本的なレンズデータを示し、図６（Ｂ）および図７にはその他のデータを示す。図６（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２２）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１（Ｂ）において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。図６（Ａ）にはまた、諸データとして、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、画角（２ω）およびＦナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。

実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内で最も像側の正レンズＬ１２と、第３レンズ群Ｇ３内の正メニスカスレンズＬ３１と、第４レンズ群Ｇ４内で最も像側の負レンズＬ４３とが樹脂レンズとなっている。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２レンズ群Ｇ２、および第４レンズ群Ｇ４が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ６，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１７の値は可変となっている。図６（Ｂ）には、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１７の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。

図６（Ａ）のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内の正レンズＬ１２の両面Ｓ５，Ｓ６と、第３レンズ群Ｇ３内の正メニスカスレンズＬ３１の両面Ｓ１１，Ｓ１２と、第４レンズ群Ｇ４内の負レンズＬ４３の両面Ｓ１６，Ｓ１７とがすべて非球面形状となっている。図６（Ａ）の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

図７には実施例１に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

実施例１に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
ＫＡ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次の非球面係数

実施例１に係るズームレンズは、非球面係数Ａ_nとしてＡ₃〜Ａ₁₂までの次数を適宜有効に用いて表されている。

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図８（Ａ），（Ｂ）および図９に示す。また同様にして、図３（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図１０（Ａ），（Ｂ）および図１１に示す。また同様にして、図４（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１２（Ａ），（Ｂ）および図１３に示す。また同様にして、図５（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、図１４（Ａ），（Ｂ）および図１５に示す。

なお、実施例２ないし５のいずれのズームレンズについても、実施例１に係るズームレンズと同様の面が非球面形状となっている。また、実施例２ないし５のいずれのズームレンズについても、実施例１に係るズームレンズと同様のレンズが樹脂レンズとなっている。

図１６には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図１６から分かるように、各実施例の値が各条件式の数値範囲内となっている。

図１７（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図１８（Ａ）〜（Ｃ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図１９（Ａ）〜（Ｃ）（広角端）および図２０（Ａ）〜（Ｃ）（望遠端）に示す。同様にして、実施例３ないし５に係るズームレンズについての諸収差を図２１〜図２６の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、非球面および樹脂レンズを効率的に用いることで、諸収差が良好に補正され、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化が図られたズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。実施例１に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例１に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例２に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例２に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例３に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例３に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例４に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例４に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。実施例５に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。実施例５に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例４に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例４に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例５に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。実施例５に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。屈曲光学系の説明図である。本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す外観図である。

符号の説明

ＧＣ…光学部材、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、ＬＰ…直角プリズム、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸、１００…撮像素子。

Claims

物体側から順に、変倍時に固定の第１レンズ群と、変倍時に移動する第２レンズ群と、変倍時に固定の第３レンズ群と、変倍時および合焦時に移動する第４レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は全体として正のパワーを有し、物体側から順に、負レンズと、光路を折り曲げる反射部材と、少なくとも１面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状の正レンズとで構成され、
前記第２レンズ群は全体として負のパワーを有すると共に、２枚のレンズで構成され、
前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、
前記第４レンズ群は全体で正のパワーを有し、物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも１面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズとで構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
さらに、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
−１．０＜ｆ２／ｆｗ＜−３．０ ……（１）
ただし、
ｆｗ：広角端での全系の近軸焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の近軸焦点距離
とする。
さらに、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
２．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．０ ……（２）
ただし、
ｆ４：第４レンズ群の近軸焦点距離
とする。
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズとからなり、かつ、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
│ＲＰ│／│ＲＮ│＜１．１ ……（３）
ただし、
ＲＮ：第２レンズ群内の負レンズの像面側の面の近軸曲率半径
ＲＰ：第２レンズ群内の正レンズの物体側の面の近軸曲率半径
とする。
前記第３レンズ群内の１枚の前記正レンズは、少なくとも１面が非球面の樹脂材よりなる正メニスカスレンズで構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
−１０．０＜Ｐ４／ｆｗ＜０ ……（４）
ただし、
Ｐ４：第４レンズ群内の最も像面側の負レンズの近軸焦点距離
とする。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。