JP2010286614A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像時の環境温度が変化した際にも性能の劣化が少なく、かつ、製造コストの抑制を図った上で小型化及び薄型化を図る。
【解決手段】 負負正正の４群構成において、少なくとも第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成し、第１レンズ群ＧＲ１が、負の屈折力を有する単レンズＧ１と、光路を折り曲げるプリズムＧ２と、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズＧ３とが物体側から像側へ順に配置されて成り、第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズＧ４と、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズＧ５とが物体側から像側へ順に配置されて成り、所定の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、固体撮像素子を用いたカメラ付携帯電話やデジタルスチルカメラに好適で、３倍程度の変倍比を有するズームレンズ及びこのズームレンズを備えた撮像装置の技術分野に関する。

従来から、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を用いたカメラ付き携帯電話やデジタルスチルカメラ等の撮像装置が知られている。このような撮像装置においては、より一層の小型化及び薄型化が要求されており、搭載される撮像レンズにおいても全長や奥行きの短いものが求められている。

一方、近年では、カメラ付き携帯電話のような小型撮像機器においても、小型化と共に撮像素子の高画素化が進んでおり、搭載される撮像レンズとしても高画素の固体撮像素子に対応する高いレンズ性能が要求されている。

また、上記した要求の一環として、カメラ付き携帯電話のような小型撮像機器においても、光学式のズームレンズに対する要求が高まっており、製造コストを抑制しつつ高い性能を確保することが要求されている。

このような小型・薄型かつ高性能のズームレンズとしては、レンズ群中に光路を折り曲げるプリズムを配置して入射光軸方向における小型化・薄型化を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００４−３５４８６９号公報 特開２００８−３３２０８号公報

特許文献１に記載されたズームレンズにあっては、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。

特許文献１に記載されたズームレンズは、第１レンズ群中に光路を折り曲げるプリズムを配置することにより薄型化を図り、広角端から望遠端までのズーミング全域において高い光学性能を確保している。

ところが、このタイプのズームレンズは光学全長が依然として長く、カメラ付携帯電話のような小型撮像機器への搭載を考慮すると、小型化という面では不十分であった。また、レンズの構成枚数が多いことやレンズがガラス材料のみで構成されていることから、製造コストが高くなってしまうという問題もあった。

一方、特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、弱い屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。

特許文献２に記載されたズームレンズも、第１レンズ群中に光路を折り曲げるプリズムを配置することにより薄型化を図り、樹脂材料によって形成された複数枚のレンズを用いて製造コストを抑制しつつ光学全長の短縮化を図っている。

ところが、このズームレンズは第２レンズ群が負の屈折力を有する１枚のレンズのみで構成されており、色収差の補正、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差の補正が不足し、近年の高画素化が進んだ固体撮像素子に対応するには不十分な性能であった。

そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、簡易な構成でありながらも高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、撮像時の環境温度が変化した際にも性能の劣化が少なく、かつ、製造コストの抑制を図った上で小型化及び薄型化を図ることを課題とする。

ズームレンズは、上記した課題を解決するために、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにしたものである。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、ズームレンズにあっては、樹脂材料によって形成されたレンズを用いて製造コストの低減が図られると共に環境温度の変動による光学性能の劣化が抑制される。

上記したズームレンズにおいては、前記第３レンズ群が、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズとから構成され、第３レンズ群の最も物体側に正の屈折力を有するレンズが配置され、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズが配置され、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．９＜β３Ｗ・β３Ｔ＜１．１
但し、
β３Ｗ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の広角端での横倍率
β３Ｔ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の望遠端での横倍率
とする。

ズームレンズが上記のように構成されると共に条件式（５）を満足することにより、第３レンズ群の主点位置が第２レンズ群側に近付くと共に第３レンズ群の倍率が制限される。

上記したズームレンズにおいては、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．７＜ｆ２２／ｆｗ＜３．１
ｆ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離
とする。

ズームレンズが条件式（６）を満足することにより、第２レンズ群における正の屈折力を有し樹脂材料によって形成されたレンズの屈折力が制限され、第２レンズ群を構成する各レンズの屈折力が増大し、軸外収差の補正、特に、コマ収差と像面湾曲が良好に補正される。

上記したズームレンズにおいては、前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されることが望ましい。

第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されることにより、偏芯時の敏感度が低減する。

撮像装置は、上記した課題を解決するために、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにしたものである。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、ズームレンズにあっては、樹脂材料によって形成されたレンズを用いて製造コストの低減が図られると共に環境温度の変動による光学性能の劣化が抑制される。

本発明ズームレンズは、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにしている。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、簡易な構成でありながらも高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、かつ、製造コストの抑制を図った上で小型化及び薄型化を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記第３レンズ群が、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズとから構成され、第３レンズ群の最も物体側に正の屈折力を有するレンズが配置され、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズが配置され、以下の条件式（５）を満足するようにしている。
（５）０．９＜β３Ｗ・β３Ｔ＜１．１
但し、
β３Ｗ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の広角端での横倍率
β３Ｔ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の望遠端での横倍率
とする。

従って、全長が短い小型のズームレンズを提供することができる。

請求項３及び請求項４に記載した発明にあっては、以下の条件式（６）を満足するようにしている。
（６）１．７＜ｆ２２／ｆｗ＜３．１
ｆ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離
とする。

従って、良好な光学性能の確保とズームレンズの小型化を両立することができる。

請求項５乃至請求項８に記載した発明にあっては、前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されているので、偏芯時の敏感度を低減することが可能となり、量産性の向上を図ることができる。

本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにしている。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、簡易な構成でありながらも高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、かつ、製造コストの抑制を図った上で小型化及び薄型化を図ることができる。

以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。

［ズームレンズの構成］
本発明ズームレンズは、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。また、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

ズームレンズをこのような屈折力配置にすることにより、光学全長の短縮化を図り、小型化を実現している。

尚、第１レンズ群はズーミングに際し固定されている。また、第４レンズ群と結像面の間には、撮像素子を保護するためのシールガラスが配置されている。

また、本発明ズームレンズにおいては、ズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を第２レンズ群と第３レンズ群を移動させるか、又は、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群を移動させることにより行うことが可能である。

本発明ズームレンズは、第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。

第１レンズ群を上記のような構成とすることにより、ズーミングを行う際の可動レンズ群の移動方向が第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの光軸方向となり、入射光軸方向における薄型化を図ることができる。

また、本発明ズームレンズは、第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。

第２レンズ群を上記のような構成とし、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するように構成することにより、良好な光学性能の確保と製造コストの抑制、さらには、環境温度の変化に対する光学特性の劣化を抑制することができる。

また、上記のように、第２レンズ群を、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの２枚のレンズによって構成することにより、色収差、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差を良好に補正することができる。

本発明ズームレンズは、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するように構成されている。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

条件式（１）は、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離と広角端におけるレンズ全系での焦点距離との比を規定する式であり、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの屈折力を制限している。

条件式（１）の指定値を外れると、樹脂材料によって形成されたレンズ（第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズ）の屈折力が強くなり過ぎ、光学物性（屈折率やアッベ数）の値に関して比較的ばらつきが大きい樹脂材料を用いて良好な光学性能を確保することが困難となる。

従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、樹脂材料によって形成されたレンズを用いた場合にも、良好な光学性能を確保することができる。

条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と広角端におけるレンズ全系での焦点距離との比を規定する式であり、第２レンズ群の屈折力を制限している。

条件式（２）の指定値を外れると、樹脂材料のみで形成するレンズ群、即ち、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、光学物性（屈折率やアッベ数）の値に関して比較的ばらつきが大きい樹脂材料を用いて良好な光学性能を確保することが困難となる。

従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、樹脂材料によって形成されたレンズを用いた場合にも、良好な光学性能を確保することができる。

条件式（３）は、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定する式であり、屈折力のバランスを制限している。

条件式（３）の指定値を外れると、環境温度の変動時における収差補正のバランスが崩れて光学性能が劣化し、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を維持することが困難となる。

従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、何れも樹脂材料によって形成された第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズと第２レンズ群の各レンズを用いた場合にも、環境温度の変動時においても良好な光学性能を維持することができる。

条件式（４）は、第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数と第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数との差を規定する式であり、第２レンズ群で発生する色収差を良好に補正するための条件である。

条件式（４）の指定値を外れると、色収差の補正、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差の補正が困難となる。

従って、ズームレンズが条件式（４）を満足することにより、第２レンズ群において発生する色収差、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差が良好に補正され光学性能の向上を図ることができる。

本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズと第２レンズ群の２枚のレンズとを樹脂材料によって形成することにより、製造コストの低減が図られる。

また、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズが正の屈折力を有し、第２レンズ群が負の屈折力を有するように構成し、条件式（３）に示すように、これらの焦点距離の比を０．５倍乃至２倍として両者の焦点距離の比を小さくしている。

このように、これらのレンズ（レンズ群）の屈折力をそれぞれ正と負にし、かつ、焦点距離の比を小さくすることにより、環境温度の変動による性能の劣化を抑制するようにしている。即ち、環境温度の変動により、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズと第２レンズ群のうち一方において発生する収差の変動を他方において抑制することにより、良好な光学性能を確保するようにしている。

従って、樹脂材料によって形成されたレンズを用いて製造コストの低減を図った上で、環境温度の変動による光学性能の劣化を抑制して良好な光学性能を確保することができる。

また、本発明ズームレンズにあっては、第２レンズ群における像側に配置されたレンズを物体側に凸で像側に凹のメニスカス形状に形成している。従って、歪曲収差の補正を良好に行うことができる。

本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、第３レンズ群が、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズとから構成されていることが望ましい。また、第３レンズ群の最も物体側に正の屈折力を有するレンズが配置され、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズが配置され、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．９＜β３Ｗ・β３Ｔ＜１．１
但し、
β３Ｗ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の広角端での横倍率
β３Ｔ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の望遠端での横倍率
とする。

第３レンズ群を上記のように構成し、条件式（５）を満足するように構成することにより、全長が短い小型のズームレンズを提供することができる。

即ち、第３レンズ群の最も物体側に正の屈折力を有するレンズを配置し、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズを配置することにより、第３レンズ群の主点位置を第２レンズ群側に近付けることが可能となり、小型化の際の制約となる望遠端でのレンズ全長を抑制することができる。

また、条件式（５）は、無限遠被写体に対する第３レンズ群の広角端での横倍率と望遠端での横倍率の積を規定する式であり、第３レンズ群の倍率を制限している。

条件式（５）の指定値を外れると、光学系の全長が長くなり小型化の達成が困難となる。従って、例えば、本実施例では広角端と望遠端の中間焦点位置での第３群の横倍率を−１倍近傍で使用しており、このようにすることにより光学系の全長が長くならないように抑制し、小型化を実現している。

本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．７＜ｆ２２／ｆｗ＜３．１
ｆ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離
とする。

一般に、ガラスに比して相対的に屈折率が小さい樹脂材料によって形成されたレンズを用いて第２レンズ群を構成する場合に、第２レンズ群において発生する光学収差を抑制しレンズ系の小型化を図るためには、第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの屈折力を適切な範囲に設定する必要がある。

そこで、条件式（６）を満足するように設定することにより、良好な光学性能の確保とズームレンズの小型化を両立することができる。

条件式（６）は、第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離と広角端におけるレンズ全系での焦点距離との比を規定する式であり、第２レンズ群における正の屈折力を有し樹脂材料によって形成されたレンズの屈折力を制限している。

条件式（６）の下限値を外れると、小型化には有利になるが、第２レンズ群を構成する各レンズの屈折力が増大し、軸外収差の補正、特に、コマ収差と像面湾曲の補正が困難となる。

一方、条件式（６）の上限値を外れると、収差補正を行う上では有利になるが、レンズ全長が長くなり、小型化を実現することができなくなる。

従って、ズームレンズが条件式（６）を満足することにより、軸外収差の良好な補正を行うことができると共にレンズ全長の短縮化による小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されていることが望ましい。

第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズを接合することにより、偏芯時の敏感度を低減することが可能となり、量産性の向上を図ることができる。

尚、第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズを接合しない構成とした場合には、向かい合う各面の面形状の自由度が向上し、収差の補正を良好に行うことが可能となる。

尚、本発明ズームレンズにあっては、第２レンズ群又は第４レンズ群を光軸方向へ移動することにより、近距離物体へのフォーカシングを行うことが可能である。

また、本発明ズームレンズにあっては、レンズ群の一部又は全体を光軸に対して平行でない方向へ移動させることにより、像面上の像を移動させることができ、光学的な手振れ補正を実現することも可能である。

［ズームレンズの数値実施例］
以下に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。

尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。

「ｆ」は焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「２ω」は画角、「Ｓｉ」は面番号、「Ｒｉ」は曲率半径、「ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔、「ｎｉ」は屈折率、「νｉ」はアッベ数を示す。曲率半径に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、曲率半径が「∞」とあるのは当該面が平面であることを示す。軸上面間隔に関し「ｖａｒｉａｂｌｅ」は可変間隔であることを示す。「Ｋ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。

また、屈折率ｎｉ及びアッベ数νｉは何れもｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。

各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「Ｚ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離（非球面の深さ）、「Ｙ」を光軸に垂直な方向における高さ（像高）、「Ｒ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「Ｋ」を円錐定数（コーニック定数）、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」をそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数とすると、以下の数式１によって定義される。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズ１のレンズ構成を示しており、ズームレンズ１は８枚のレンズと一つのプリズムを有している。

ズームレンズ１は、弱い負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。

ズームレンズ１は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群ＧＲ２が像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群ＧＲ３が物体側に単調に移動することによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ形状の負レンズＧ１と、光路を折り曲げるプリズムＧ２と、両凸形状の正レンズＧ３とが物体側より像側へ順に配置されて成る。負レンズＧ１とプリズムＧ２はガラス材料によって形成され、正レンズＧ３は樹脂材料によって形成されている。

第２レンズ群ＧＲ２は、両凹形状の負レンズＧ４と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ５との接合レンズから成る。負レンズＧ４と正レンズＧ５は樹脂材料によって形成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は、両凸形状の正レンズＧ６と、両凸形状の正レンズＧ７と両凹形状の負レンズＧ８との接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて成る。正レンズＧ６、正レンズＧ７及び負レンズＧ８はガラス材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ９から成る。正レンズＧ９は樹脂材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧの間には、像面ＩＭＧを保護するシールガラスＳＧが配置されている。

表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。

ズームレンズ１において、第１レンズ群ＧＲ１の正レンズＧ３の両面（Ｒ５、Ｒ６）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＧ６の両面（Ｒ１０、Ｒ１１）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＧ９の両面（Ｒ１５、Ｒ１６）は非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表２に示す。

尚、表２及び後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

ズームレンズ１において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ９及び第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ１４が変化する。数値実施例１における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表３に示す。

図２乃至図４に数値実施例１の無限遠合焦状態での収差図を示し、図２は広角端状態、図３は中間焦点距離状態、図４は望遠端状態における収差図を示す。

図２乃至図４には、球面収差図において、実線でｄ線における値を示し、一点鎖線でｇ線における値を示し、点線でＣ線における値を示す。また、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。

各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

＜第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズ２のレンズ構成を示しており、ズームレンズ２は８枚のレンズと一つのプリズムを有している。

ズームレンズ２は、弱い負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。

ズームレンズ２は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群ＧＲ２が像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群ＧＲ３が物体側に単調に移動することによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、両凹形状の負レンズＧ１と、光路を折り曲げるプリズムＧ２と、両凸形状の正レンズＧ３とが物体側より像側へ順に配置されて成る。負レンズＧ１とプリズムＧ２はガラス材料によって形成され、正レンズＧ３は樹脂材料によって形成されている。

第２レンズ群ＧＲ２は、両凹形状の負レンズＧ４と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ５との接合レンズから成る。負レンズＧ４と正レンズＧ５は樹脂材料によって形成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は、両凸形状の正レンズＧ６と、両凸形状の正レンズＧ７と両凹形状の負レンズＧ８との接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて成る。正レンズＧ６、正レンズＧ７及び負レンズＧ８はガラス材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ９から成る。正レンズＧ９は樹脂材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧの間には、像面ＩＭＧを保護するシールガラスＳＧが配置されている。

表４に、第２の実施の形態におけるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。

ズームレンズ２において、第１レンズ群ＧＲ１の正レンズＧ３の両面（Ｒ５、Ｒ６）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＧ６の両面（Ｒ１０、Ｒ１１）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＧ９の両面（Ｒ１５、Ｒ１６）は非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表５に示す。

ズームレンズ２において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ９及び第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ１４が変化する。数値実施例２における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表６に示す。

図６乃至図８に数値実施例２の無限遠合焦状態での収差図を示し、図６は広角端状態、図７は中間焦点距離状態、図８は望遠端状態における収差図を示す。

図６乃至図８には、球面収差図において、実線でｄ線における値を示し、一点鎖線でｇ線における値を示し、点線でＣ線における値を示す。また、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。

各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

＜第３の実施の形態＞
図９は、本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズ３のレンズ構成を示しており、ズームレンズ３は８枚のレンズと一つのプリズムを有している。

ズームレンズ３は、弱い負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。

ズームレンズ３は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群ＧＲ２が像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群ＧＲ３が物体側に単調に移動し、第４レンズ群ＧＲ４が像側に単調に移動することによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、平凹形状の負レンズＧ１と、光路を折り曲げるプリズムＧ２と、両凸形状の正レンズＧ３とが物体側より像側へ順に配置されて成る。負レンズＧ１とプリズムＧ２はガラス材料によって形成され、正レンズＧ３は樹脂材料によって形成されている。

第２レンズ群ＧＲ２は、両凹形状の負レンズＧ４と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ５との接合レンズから成る。負レンズＧ４と正レンズＧ５は樹脂材料によって形成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は、両凸形状の正レンズＧ６と、両凸形状の正レンズＧ７と両凹形状の負レンズＧ８との接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて成る。正レンズＧ６、正レンズＧ７及び負レンズＧ８はガラス材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ９から成る。正レンズＧ９は樹脂材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧの間には、像面ＩＭＧを保護するシールガラスＳＧが配置されている。

表７に、第３の実施の形態におけるズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。

ズームレンズ３において、第１レンズ群ＧＲ１の正レンズＧ３の両面（Ｒ５、Ｒ６）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＧ６の両面（Ｒ１０、Ｒ１１）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＧ９の両面（Ｒ１５、Ｒ１６）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表８に示す。

ズームレンズ３において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ９、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ１４及び第４レンズ群ＧＲ３とシールガラスＳＧの間の面間隔ｄ１６が変化する。数値実施例３における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表９に示す。

図１０乃至図１２に数値実施例３の無限遠合焦状態での収差図を示し、図１０は広角端状態、図１１は中間焦点距離状態、図１２は望遠端状態における収差図を示す。

図１０乃至図１２には、球面収差図において、実線でｄ線における値を示し、一点鎖線でｇ線における値を示し、点線でＣ線における値を示す。また、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。

各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

＜第４の実施の形態＞
図１３は、本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズ４のレンズ構成を示しており、ズームレンズ４は８枚のレンズと一つのプリズムを有している。

ズームレンズ４は、弱い負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。

ズームレンズ４は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群ＧＲ２が像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群ＧＲ３が物体側に単調に移動することによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、両凹形状の負レンズＧ１と、光路を折り曲げるプリズムＧ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ３とが物体側より像側へ順に配置されて成る。負レンズＧ１とプリズムＧ２はガラス材料によって形成され、正レンズＧ３は樹脂材料によって形成されている。

第２レンズ群ＧＲ２は、両凹形状の負レンズＧ４と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ５とから成る。負レンズＧ４と正レンズＧ５は樹脂材料によって形成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は、両凸形状の正レンズＧ６と、両凸形状の正レンズＧ７と両凹形状の負レンズＧ８との接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて成る。正レンズＧ６、正レンズＧ７及び負レンズＧ８はガラス材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ９から成る。正レンズＧ９は樹脂材料によって形成されている。

第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧの間には、像面ＩＭＧを保護するシールガラスＳＧが配置されている。

表１０に、第４の実施の形態におけるズームレンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを示す。

ズームレンズ４において、第１レンズ群ＧＲ１の正レンズＧ３の両面（Ｒ５、Ｒ６）、第２レンズ群ＧＲ２の正レンズＧ５の物体側の面（Ｒ９）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＧ６の両面（Ｒ１１、Ｒ１２）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＧ９の両面（Ｒ１６、Ｒ１７）は非球面に形成されている。数値実施例４における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表１１に示す。

ズームレンズ４において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ１０及び第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ１５が変化する。数値実施例４における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表１２に示す。

図１４乃至図１６に数値実施例４の無限遠合焦状態での収差図を示し、図１４は広角端状態、図１５は中間焦点距離状態、図１６は望遠端状態における収差図を示す。

図１４乃至図１６には、球面収差図において、実線でｄ線における値を示し、一点鎖線でｇ線における値を示し、点線でＣ線における値を示す。また、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。

各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［ズームレンズの条件式の各値］
以下に、本発明ズームレンズの条件式の各値について説明する。

表１３にズームレンズ１乃至ズームレンズ４における上記条件式（１）乃至条件式（６）の各値を示す。

表１３から明らかなように、ズームレンズ１乃至ズームレンズ４は条件式（１）乃至条件式（６）を満足するようにされている。

［撮像装置の構成］
以下に、本発明撮像装置について説明する。

本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えた装置である。

本発明撮像装置は、ズームレンズが、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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。また、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成されている。

ズームレンズをこのような屈折力配置にすることにより、光学全長の短縮化を図り、小型化を実現している。

尚、第１レンズ群はズーミングに際し固定されている。また、第４レンズ群と結像面の間には、撮像素子を保護するためのシールガラスが配置されている。

また、本発明撮像装置は、ズームレンズにおいて、ズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を第２レンズ群と第３レンズ群を移動させるか、又は、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群を移動させることにより行うことが可能である。

本発明撮像装置は、ズームレンズにおいて、第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。

第１レンズ群を上記のような構成とすることにより、ズーミングを行う際の可動レンズ群の移動方向が第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの光軸方向となり、入射光軸方向における薄型化を図ることができる。

また、本発明撮像装置は、ズームレンズにおいて、第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。

第２レンズ群を上記のような構成とし、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するように構成することにより、良好な光学性能の確保と製造コストの抑制、さらには、環境温度の変化に対する光学特性の劣化を抑制することができる。

また、上記のように、第２レンズ群を、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの２枚のレンズによって構成することにより、色収差、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差を良好に補正することができる。

本発明撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するように構成されている。
（１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
（２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
（３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
（４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
但し、
ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
とする。

条件式（１）は、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離と広角端におけるレンズ全系での焦点距離との比を規定する式であり、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの屈折力を制限している。

条件式（１）の指定値を外れると、樹脂材料によって形成されたレンズ（第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズ）の屈折力が強くなり過ぎ、光学物性（屈折率やアッベ数）の値に関して比較的ばらつきが大きい樹脂材料を用いて良好な光学性能を確保することが困難となる。

従って、撮像装置において、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、樹脂材料によって形成されたレンズを用いた場合にも、良好な光学性能を確保することができる。

条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と広角端におけるレンズ全系での焦点距離との比を規定する式であり、第２レンズ群の屈折力を制限している。

条件式（２）の指定値を外れると、樹脂材料のみで形成するレンズ群、即ち、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、光学物性（屈折率やアッベ数）の値に関して比較的ばらつきが大きい樹脂材料を用いて良好な光学性能を確保することが困難となる。

従って、撮像装置において、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、樹脂材料によって形成されたレンズを用いた場合にも、良好な光学性能を確保することができる。

条件式（３）は、第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定する式であり、屈折力のバランスを制限している。

条件式（３）の指定値を外れると、環境温度の変動時における収差補正のバランスが崩れて光学性能が劣化し、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を維持することが困難となる。

従って、撮像装置において、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、何れも樹脂材料によって形成された第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズと第２レンズ群の各レンズを用いた場合にも、環境温度の変動時においても良好な光学性能を維持することができる。

条件式（４）は、第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数と第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数との差を規定する式であり、第２レンズ群で発生する色収差を良好に補正するための条件である。

条件式（４）の指定値を外れると、色収差の補正、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差の補正が困難となる。

従って、撮像装置において、ズームレンズが条件式（４）を満足することにより、第２レンズ群において発生する色収差、特に、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差が良好に補正され光学性能の向上を図ることができる。

本発明撮像装置にあっては、上記したように、ズームレンズにおいて、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズと第２レンズ群の２枚のレンズとを樹脂材料によって形成することにより、製造コストの低減が図られる。

また、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズが正の屈折力を有し、第２レンズ群が負の屈折力を有するように構成し、条件式（３）に示すように、これらの焦点距離の比を０．５倍乃至２倍として両者の焦点距離の比を小さくしている。

このように、これらのレンズ（レンズ群）の屈折力をそれぞれ正と負にし、かつ、焦点距離の比を小さくすることにより、環境温度の変動による性能の劣化を抑制するようにしている。即ち、環境温度の変動により、第１レンズ群における最も像側に配置されたレンズと第２レンズ群のうち一方において発生する収差の変動を他方において抑制することにより、良好な光学性能を確保するようにしている。

従って、樹脂材料によって形成されたレンズを用いて製造コストの低減を図った上で、環境温度の変動による光学性能の劣化を抑制して良好な光学性能を確保することができる。

また、本発明ズームレンズ撮像装置にあっては、ズームレンズにおいて、第２レンズ群における像側に配置されたレンズを物体側に凸で像側に凹のメニスカス形状に形成している。従って、歪曲収差の補正を良好に行うことができる。

［撮像装置の一実施形態］
図１７に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。

撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０と、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal display）４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。

カメラブロック１０は、ズームレンズ１１（本発明が適用されるズームレンズ１、２、３、４）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。

カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。

画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。

ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。

Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データの読出を行う。

ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。

入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。

レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。

メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。

以下に、撮像装置１００における動作を説明する。

撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動される。

入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。

尚、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。

メモリーカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。

尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal digital Assistant）等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。

上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図３及び図４と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図７及び図８と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１１及び図１２と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１５及び図１６と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、４…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、Ｇ２…プリズム、１００…撮像装置、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (9)

1. 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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、
   前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足する
   ズームレンズ。
   （１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
   （２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
   （３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
   （４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
   但し、
   ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
   νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
   νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
   とする。
2. 前記第３レンズ群が、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズとから構成され、
   第３レンズ群の最も物体側に正の屈折力を有するレンズが配置され、
   第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズが配置され、
   以下の条件式（５）を満足する
   請求項１に記載のズームレンズ。
   （５）０．９＜β３Ｗ・β３Ｔ＜１．１
   但し、
   β３Ｗ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の広角端での横倍率
   β３Ｔ：無限遠被写体に対する第３レンズ群の望遠端での横倍率
   とする。
3. 以下の条件式（６）を満足する
   請求項１に記載のズームレンズ。
   （６）１．７＜ｆ２２／ｆｗ＜３．１
   ｆ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離
   とする。
4. 以下の条件式（６）を満足する
   請求項２に記載のズームレンズ。
   （６）１．７＜ｆ２２／ｆｗ＜３．１
   ｆ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズの焦点距離
   とする。
5. 前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されている
   請求項１に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されている
   請求項２に記載のズームレンズ。
7. 前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されている
   請求項３に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズが接合されている
   請求項４に記載のズームレンズ。
9. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
   前記ズームレンズは、
   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レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることによりズーミング及びズーミングに伴う結像位置の補正を行うように構成され、
   前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズと、光路を折り曲げるプリズムと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された単レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   前記第２レンズ群が、負の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズと、正の屈折力を有し樹脂材料によって形成された１枚のレンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
   以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足する
   撮像装置。
   （１）ｆ１２／ｆｗ＞２．０
   （２）ｆ２／ｆｗ＜−２．０
   （３）−２．０≦ｆ１２／ｆ２≦−０．５
   （４）νｄ２１−νｄ２２＞２０
   但し、
   ｆ１２：第１レンズ群における正の屈折力を有する単レンズの焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端におけるレンズ全系での焦点距離
   νｄ２１：第２レンズ群における負の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
   νｄ２２：第２レンズ群における正の屈折力を有するレンズのｄ線でのアッベ数
   とする。

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