JP2004077803A - ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】２群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力を適切に設定することによりレンズ系の小型化を図りつつ高い光学性能を有し、しかも比較的簡易な構成のズームレンズ及びそれを有する光学機器を得ること。
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は、物体側へ移動しており、第２レンズ群Ｌ１は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ２１、正レンズ２２と非球面を含む負レンズ２３とを接合した接合レンズより成ること。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は、物体側へ移動しており、第２レンズ群Ｌ１は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ２１、正レンズ２２と非球面を含む負レンズ２３とを接合した接合レンズより成ること。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、フィルム用カメラ等に好適なズームレンズに関し、特に撮影画角の広角化を図ると共に、レンズ全長の短縮化を図った携帯性に優れたズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルカメラ、電子スチルカメラ等のカメラ（光学機器）の高機能化に伴い、それに用いる光学系には高い光学性能と小型化の両立が求められている。
【０００３】
一般にビデオカメラ等のＣＣＤを用いた撮影装置（光学機器）に、使用されるズームレンズとして、最も物体側のレンズ群がズーミング中固定された、正、負、正の屈折力のレンズ群で始まる３〜５群のレンズタイプが多く用いられている。
【０００４】
例えば特開昭６３−８１３１３号公報では、正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し、３倍程度の変倍比のズームレンズが提案されている。又、高変倍化のズームレンズとして、例えば特開平３−２９６７０６号公報では、正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し１０倍程度の変倍比を持つズームレンズが提案されている。
【０００５】
一方、ＣＣＤを用いて静止画を撮影する、電子スチルカメラ用のズームレンズとしては、レンズ全長が極めて短く、又、静止画の特性上、広画角であり、更には動画のビデオカメラに用いるズームレンズよりも高い光学性能を有する光学系が要望されている。
【０００６】
変倍比２．５〜３倍程度の比較的低倍率の変倍比であっても、広角域を含み、明るく、高性能が得られるレンズとして、特公平６−６６００８号公報等では負、正の屈折力の２つのレンズ群を有し、各レンズ群の空気間隔の変化によって変倍するズームレンズが提案されている。
【０００７】
特開平７−５２２５６号公報では、負、正、正の屈折力の３つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が広がるズームレンズが提案されている。
【０００８】
米国特許第５４３４７１０号では、負、正、正の屈折力の３つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が減少するズームレンズが開示されている。
【０００９】
特開昭６０−３１１１０号公報では、負、正、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が減少し、第４群がズーム中固定されたズームレンズが提案されている。
【００１０】
特開平１０−１０４５２０号公報では、負、正、正、正の屈折力のレンズ群の４群構成のズームレンズが開示されている。
【００１１】
特開平１１−８４２４２号公報では負、正、正、正の屈折力のレンズ群の４群タイプのズームレンズにおいてコンパクトで、かつ３倍程度の変倍比を有し、ズーミングにおける射出瞳の変動が比較的少ないズームレンズが提案されている。
【００１２】
物体側より順に、負、正、正の屈折力のレンズ群を有するズームレンズで第２レンズ群中に２面の非球面を有するズームレンズが、例えば、米国特許第５８７２６６号、米国特許第６０３８０８４号、特開平５−３２９１９０号公報、特開平９−０２１９５０号公報、特開平１０−３０３７号公報、特開平１０−２０６７３２号公報、特開２０００−０１９３９２号公報、特開２０００−０８９１１０号公報、特開２０００−２７５５２０号公報、特開２００１−２７２６０２号公報等で提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の固体撮像素子は多画素化が進んでおり、これに伴い撮影レンズには従来のものに比べてより高い光学性能を有したものが求められている。
【００１４】
一般にネガティブリード型のズームレンズにおいて、レンズ系全体のレンズ枚数を少なくし、レンズ構成の簡素化を図りつつ、広画角化を図りつつ全変倍にわたり良好なる光学性能を得るには各レンズ群の屈折力配置、各レンズ群のレンズ構成そして非球面を用いるときは、非球面を設ける面等を適切に設定する必要がある。
【００１５】
各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成や非球面を設ける面の選択が不適切であると非球面を設けた効果が少なく、変倍に伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１６】
本発明は、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで優れた光学性能を有したズームレンズの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するように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において、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと非球面を含む負レンズとを接合した接合レンズより成ることを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成り、前記第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成り、該接合レンズは非球面を含んでおり、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと２つの非球面を有し、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９５
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２１】
請求項５の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと互いに異なるレンズの凸面と凹面に各々非球面を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項６の発明は請求項３、４又は５の発明において、
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成ることを特徴としている。
【００２３】
請求項７の発明は請求項１から６のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有していることを特徴としている。
【００２４】
請求項８の発明は請求項１から７のいずれか１項の発明において、
前記第１レンズ群は、広角端からの中間のズーム位置へのズーミングに際し像側へ移動し、中間のズーム位置から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動することを特徴としている。
【００２５】
請求項９の発明は請求項１から８のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第３レンズ群が移動することを特徴としている。
【００２６】
請求項１０の発明は請求項１、２又は３の発明において、
νｐ−１を前記第２レンズ群を構成する物体側の正レンズの材料のアッベ数、νｐ−２を該第２レンズ群を構成する像側の正レンズの材料のアッベ数、νｎを該第２レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数とするとき、
１７ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００２７】
請求項１１の発明は請求項１から１０のいずれか１項の発明において、
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、広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第３レンズ群は物体側へ移動し、該第４レンズ群はズーミングの為に移動しないことを特徴としている。
【００２８】
請求項１２の発明は請求項１から１１のいずれか１項の発明において、
前記第２レンズ群中の物体側の非球面を施した面は、該面と対向する面よりも、屈折力の絶対値が大きいことを特徴としている。
【００２９】
請求項１３の発明は請求項１から１２のいずれか１項の発明において、
前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有していることを特徴としている。
【００３０】
請求項１４の発明は請求項５の発明において、
前記凸面に設けた非球面は最も物体側に位置し、前記凹面に設けた非球面は最も像側に位置していることを特徴としている。
【００３１】
請求項１５の発明は請求項１から１４のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有し、該第２レンズ群の最も像側の面は、非球面を含む凹面であり、該非球面の近軸曲率半径をＲｎａｌ、前記絞りと該凹面との軸上距離をＤ２ｓｐａｌとするとき、
０．５ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３２】
請求項１６の発明は請求項１から１５の発明において固体撮像素子上に像を形成するための光学系であることを特徴としている。
【００３３】
請求項１７の発明の光学機器は、請求項１から１６のいずれか１項のズームレンズと、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していることを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態１のズームレンズのレンズ断面図、図２〜図４は本発明の実施形態１に対応する数値実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３５】
図５は本発明の実施形態２のズームレンズのレンズ断面図、図６〜図８は本発明の実施形態２に対応する数値実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３６】
図９は本発明の実施形態３のズームレンズのレンズ断面図、図１０〜図１２は本発明の実施形態３に対応する数値実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３７】
図１、図５、図９のレンズ断面図において（Ａ）は広角端のズーム位置、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端のズーム位置を示している。
【００３８】
又、レンズ断面図においてＬ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第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。矢印は広角側から望遠側への変倍（ズーミング）を行う際の各レンズ群の移動方向を示す。なお本実施形態において、「第ｉレンズ群」の呼称は、それが複数枚のレンズで構成される場合だけでなく、１枚のレンズのみで構成される場合にも用いるものとする。
【００３９】
ＳＰは絞り、ＩＰは像面であり、撮像素子（ＣＣＤ）や銀塩フィルム等が位置している。Ｇはフェースプレート、色フィルター等のガラスブロックである。
【００４０】
図２〜図４、図６〜図８、図１０〜図１２の収差図の球面収差において実線はｄ線、二点差線はｇ線、鎖線は正弦条件であり、収差図の非点収差において実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を表し、収差図の倍率色収差において二点差線はｇ線を表す。ωは半画角を示す。
【００４１】
各実施形態では、広角端に対し望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が大きく又は小さくなるように変化するように第１、第２、第３レンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を移動させてズーミングを行っている。具体的に第１レンズ群Ｌ１は、広角端から略中間のズーム位置までは像側へ移動し、略中間のズーム位置から望遠端にかけて物体側へ移動している。
【００４２】
ここで中間のズーム位置とは、その焦点距離ｆＭが広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴとするとき、
【００４３】
【数１】
【００４４】
のとき及びその近傍をいう。
【００４５】
即ち第１レンズ群Ｌ１を像側に凸状の軌跡の一部に沿って移動させている。第２、第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３は物体側へ単調に移動させている。第４レンズ群Ｌ４はズーミングの為には固定である。絞りＳＰはズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体に移動している。
【００４６】
各実施形態のズームレンズでは、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を移動させることにより主な変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を往復移動させることによって変倍に伴う像点の移動を補正している。正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３は、撮像素子の小型化に伴う撮影レンズの屈折力の増大を分担し、第１、第２群で構成されるショートズーム系の屈折力を減らすことで、特に第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズでの収差の発生を抑え、良好な光学性能を達成している。また、固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４にフィールドレンズの役割を持たせることで達成している。
【００４７】
尚、広角端と望遠端とは変倍用レンズ群が機構上光軸上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。
【００４８】
次に各実施形態の特徴について説明する。
【００４９】
◎第１レンズ群Ｌ１を物体側より順に、非球面を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズより構成している。
【００５０】
◎第２レンズ群Ｌ２を物体側より順に、物体側の凸面に非球面を有し、両レンズ面が凸面の正レンズ２１、両レンズ面が凸面の正レンズ２２と像側の凹面に非球面を有し、両レンズ面が凹面の負レンズ２３とを接合した接合レンズより構成している。
【００５１】
第２レンズ群Ｌ２の正レンズ２１の非球面を有する物体側のレンズ面は、対向する像側のレンズ面よりも屈折力の絶対値が大きい。
【００５２】
第２レンズ群Ｌ２中に２つの非球面を設けることにより、非球面同士の偏心の調整を容易にし、又、非球面による収差補正を容易にしている。
【００５３】
◎第３レンズ群Ｌ３を物体側に凸面を向けた正レンズ３１より構成している。
【００５４】
◎第４レンズ群Ｌ４を両レンズ面が凸面の正レンズ４１より構成している。
【００５５】
◎第２レンズ群を物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと非球面を含む負レンズとを接合した接合レンズより構成し、変倍に伴う収差変動を良好に補正している。このとき第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１ ・・・（１）
なる条件を満足している。
【００５６】
◎第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成り、該接合レンズは非球面を含むようにし、これにより少ないレンズ枚数で変倍に伴う収差変動を良好に補正している。このとき第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１ ・・・（１）
なる条件を満足している。
【００５７】
◎第２レンズ群は、３つのレンズと２つの非球面を有し、これにより変倍に伴う収差変動を良好に行っている。そして第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９５ ・・・（１ａ）
なる条件を満足している。
【００５８】
条件式（１）又は条件式（１ａ）は、第２レンズ群Ｌ２中の２枚の非球面の軸上距離に関するもので、条件式（１）又は（１ａ）の上限値を超えると全系が大型化してくるので良くない。
【００５９】
条件式（１）又は（１ａ）の下限を超えて軸上距離が短く成りすぎると、望遠域における球面収差と周辺ハロコマを同時に良好に補正する事が困難となる。
【００６０】
更に好ましくは条件式（１）又は（１ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
０．８ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９３ ・・・（１ｂ）
◎第２レンズ群は３つのレンズと互いに異なるレンズの凸面と凹面に各々非球面を有し、非球面による収差補正を効果的に行っている。
【００６２】
◎νｐ−１を第２レンズ群Ｌ２を構成する物体側の正レンズ２１の材料のアッベ数、νｐ−２を第２レンズ群Ｌ２を構成する像側の正レンズ２２の材料のアッベ数、νｎを第２レンズ群Ｌ２を構成する負レンズ２３の材料のアッベ数とするとき、
１７ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２５ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００６３】
条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２中を構成する各レンズの材料のアッベ数に関するもので、条件式（２）の上限又は下限を超えるとズーミングに伴う色収差の変動を補正する事が困難となる。
【００６４】
更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６５】
１９ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２３ ・・・（２ａ）
◎ズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する絞りＳＰを有し、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の面は、非球面を含む凹面であり、該非球面の近軸曲率半径をＲｎａｌ、絞りＳＰと該凹面との軸上距離をＤ２ｓｐａｌとするとき、
０．５ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．１ ・・・（３）
なる条件を満足している。
【００６６】
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の近軸曲率半径Ｒと、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離、の比に関するものある。条件式（３）の上限値を超えて、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離が小さくなり過ぎると、ズーム全域における画面周辺部のコマフレアーが充分に補正するのが難しくなる。
【００６７】
条件式（３）の下限値を超えて、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離が大きくなり過ぎると、レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
【００６８】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６９】
０．７ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．０ ・・・（３ａ）
以上のように各実施形態では、従来の負、正、正、正、の屈折力の４つのレンズ群を有するズームレンズを改良し、各レンズ群のレンズ構成、移動方法を最適に配置することにより、レンズ枚数の削減を計り、レンズ全長の短縮化を達成したにもかかわらず、３倍程度の変倍比を有しつつ、明るく、高い光学性能を有し、広角域を含みつつ、簡易な鏡筒構造で実現可能なデジタルスチルカメラ等に適したズームレンズを達成している。
【００７０】
また、各レンズ群のレンズ構成及びズーミングにおける各レンズ群の移動方法を最適に設定すると共に非球面を適切に用いることにより、全系のレンズ枚数の削減を計り、レンズ全長の短縮化を達成しつつ、所望の変倍比を有し、明るく、高い光学性能を有し、広角域を含んだ、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等に適したズームレンズを達成している。
【００７１】
次に各実施形態１〜３に各々対応する数値実施例１〜３の数値データを示す。各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ面＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２つの平面はフェースプレート、フィルター等に相当するガラスブロックである。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。またｋを離新率、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを２次、４次、６次、８次、１０次の非球面係数とし、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａｈ２＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０
で表示される。但しＲは曲率半径である。［ｅ−０Ｘ］は「×１０−Ｘ」を意味している。又、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００７２】
【外１】
【００７３】
【外２】
【００７４】
【外３】
【００７５】
【表１】
【００７６】
次に、数値実施例１〜３のズームレンズを備えたデジタルスチルカメラ（光学機器）の実施形態について、図１３を用いて説明する。
【００７７】
図１３（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図、図１３（ｂ）は側部断面図である。図中、５０はカメラ本体（筐体）、５１は数値実施例１〜３のいずれかのズームレンズを用いた撮影光学系、５２はファインダー光学系、５３はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。固体撮像素子５３は撮影光学系５１に形成された被写体の像を受けて電気的な情報への変換を行う。電気的な情報に変換された被写体の画像情報は不図示の記憶部に記録される。
【００７８】
このように数値実施例１〜３のズームレンズをデジタルスチルカメラの撮影光学系に適用することで、コンパクトな撮影装置が実現できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで優れた光学性能を有したズームレンズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のレンズ断面図
【図２】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の広角端における収差図
【図３】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の中間のズーム位置おける収差図
【図４】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の望遠端における収差図
【図５】本発明の実施形態２のレンズ断面図
【図６】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の広角端における収差図
【図７】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の中間のズーム位置おける収差図
【図８】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の望遠端における収差図
【図９】本発明の実施形態３のレンズ断面図
【図１０】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の広角端における収差図
【図１１】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の中間のズーム位置おける収差図
【図１２】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の望遠端における収差図
【図１３】本発明の光学機器の要部概略図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｆｎｏ Ｆナンバー
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、フィルム用カメラ等に好適なズームレンズに関し、特に撮影画角の広角化を図ると共に、レンズ全長の短縮化を図った携帯性に優れたズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルカメラ、電子スチルカメラ等のカメラ（光学機器）の高機能化に伴い、それに用いる光学系には高い光学性能と小型化の両立が求められている。
【０００３】
一般にビデオカメラ等のＣＣＤを用いた撮影装置（光学機器）に、使用されるズームレンズとして、最も物体側のレンズ群がズーミング中固定された、正、負、正の屈折力のレンズ群で始まる３〜５群のレンズタイプが多く用いられている。
【０００４】
例えば特開昭６３−８１３１３号公報では、正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し、３倍程度の変倍比のズームレンズが提案されている。又、高変倍化のズームレンズとして、例えば特開平３−２９６７０６号公報では、正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し１０倍程度の変倍比を持つズームレンズが提案されている。
【０００５】
一方、ＣＣＤを用いて静止画を撮影する、電子スチルカメラ用のズームレンズとしては、レンズ全長が極めて短く、又、静止画の特性上、広画角であり、更には動画のビデオカメラに用いるズームレンズよりも高い光学性能を有する光学系が要望されている。
【０００６】
変倍比２．５〜３倍程度の比較的低倍率の変倍比であっても、広角域を含み、明るく、高性能が得られるレンズとして、特公平６−６６００８号公報等では負、正の屈折力の２つのレンズ群を有し、各レンズ群の空気間隔の変化によって変倍するズームレンズが提案されている。
【０００７】
特開平７−５２２５６号公報では、負、正、正の屈折力の３つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が広がるズームレンズが提案されている。
【０００８】
米国特許第５４３４７１０号では、負、正、正の屈折力の３つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が減少するズームレンズが開示されている。
【０００９】
特開昭６０−３１１１０号公報では、負、正、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し、広角端より望遠端へのズーミング中、第２群と第３群の間隔が減少し、第４群がズーム中固定されたズームレンズが提案されている。
【００１０】
特開平１０−１０４５２０号公報では、負、正、正、正の屈折力のレンズ群の４群構成のズームレンズが開示されている。
【００１１】
特開平１１−８４２４２号公報では負、正、正、正の屈折力のレンズ群の４群タイプのズームレンズにおいてコンパクトで、かつ３倍程度の変倍比を有し、ズーミングにおける射出瞳の変動が比較的少ないズームレンズが提案されている。
【００１２】
物体側より順に、負、正、正の屈折力のレンズ群を有するズームレンズで第２レンズ群中に２面の非球面を有するズームレンズが、例えば、米国特許第５８７２６６号、米国特許第６０３８０８４号、特開平５−３２９１９０号公報、特開平９−０２１９５０号公報、特開平１０−３０３７号公報、特開平１０−２０６７３２号公報、特開２０００−０１９３９２号公報、特開２０００−０８９１１０号公報、特開２０００−２７５５２０号公報、特開２００１−２７２６０２号公報等で提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の固体撮像素子は多画素化が進んでおり、これに伴い撮影レンズには従来のものに比べてより高い光学性能を有したものが求められている。
【００１４】
一般にネガティブリード型のズームレンズにおいて、レンズ系全体のレンズ枚数を少なくし、レンズ構成の簡素化を図りつつ、広画角化を図りつつ全変倍にわたり良好なる光学性能を得るには各レンズ群の屈折力配置、各レンズ群のレンズ構成そして非球面を用いるときは、非球面を設ける面等を適切に設定する必要がある。
【００１５】
各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成や非球面を設ける面の選択が不適切であると非球面を設けた効果が少なく、変倍に伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１６】
本発明は、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで優れた光学性能を有したズームレンズの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するように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において、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと非球面を含む負レンズとを接合した接合レンズより成ることを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成り、前記第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成り、該接合レンズは非球面を含んでおり、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと２つの非球面を有し、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９５
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２１】
請求項５の発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと互いに異なるレンズの凸面と凹面に各々非球面を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項６の発明は請求項３、４又は５の発明において、
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成ることを特徴としている。
【００２３】
請求項７の発明は請求項１から６のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有していることを特徴としている。
【００２４】
請求項８の発明は請求項１から７のいずれか１項の発明において、
前記第１レンズ群は、広角端からの中間のズーム位置へのズーミングに際し像側へ移動し、中間のズーム位置から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動することを特徴としている。
【００２５】
請求項９の発明は請求項１から８のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第３レンズ群が移動することを特徴としている。
【００２６】
請求項１０の発明は請求項１、２又は３の発明において、
νｐ−１を前記第２レンズ群を構成する物体側の正レンズの材料のアッベ数、νｐ−２を該第２レンズ群を構成する像側の正レンズの材料のアッベ数、νｎを該第２レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数とするとき、
１７ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００２７】
請求項１１の発明は請求項１から１０のいずれか１項の発明において、
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、広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第３レンズ群は物体側へ移動し、該第４レンズ群はズーミングの為に移動しないことを特徴としている。
【００２８】
請求項１２の発明は請求項１から１１のいずれか１項の発明において、
前記第２レンズ群中の物体側の非球面を施した面は、該面と対向する面よりも、屈折力の絶対値が大きいことを特徴としている。
【００２９】
請求項１３の発明は請求項１から１２のいずれか１項の発明において、
前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有していることを特徴としている。
【００３０】
請求項１４の発明は請求項５の発明において、
前記凸面に設けた非球面は最も物体側に位置し、前記凹面に設けた非球面は最も像側に位置していることを特徴としている。
【００３１】
請求項１５の発明は請求項１から１４のいずれか１項の発明において、
ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有し、該第２レンズ群の最も像側の面は、非球面を含む凹面であり、該非球面の近軸曲率半径をＲｎａｌ、前記絞りと該凹面との軸上距離をＤ２ｓｐａｌとするとき、
０．５ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３２】
請求項１６の発明は請求項１から１５の発明において固体撮像素子上に像を形成するための光学系であることを特徴としている。
【００３３】
請求項１７の発明の光学機器は、請求項１から１６のいずれか１項のズームレンズと、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していることを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態１のズームレンズのレンズ断面図、図２〜図４は本発明の実施形態１に対応する数値実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３５】
図５は本発明の実施形態２のズームレンズのレンズ断面図、図６〜図８は本発明の実施形態２に対応する数値実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３６】
図９は本発明の実施形態３のズームレンズのレンズ断面図、図１０〜図１２は本発明の実施形態３に対応する数値実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００３７】
図１、図５、図９のレンズ断面図において（Ａ）は広角端のズーム位置、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端のズーム位置を示している。
【００３８】
又、レンズ断面図においてＬ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第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。矢印は広角側から望遠側への変倍（ズーミング）を行う際の各レンズ群の移動方向を示す。なお本実施形態において、「第ｉレンズ群」の呼称は、それが複数枚のレンズで構成される場合だけでなく、１枚のレンズのみで構成される場合にも用いるものとする。
【００３９】
ＳＰは絞り、ＩＰは像面であり、撮像素子（ＣＣＤ）や銀塩フィルム等が位置している。Ｇはフェースプレート、色フィルター等のガラスブロックである。
【００４０】
図２〜図４、図６〜図８、図１０〜図１２の収差図の球面収差において実線はｄ線、二点差線はｇ線、鎖線は正弦条件であり、収差図の非点収差において実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を表し、収差図の倍率色収差において二点差線はｇ線を表す。ωは半画角を示す。
【００４１】
各実施形態では、広角端に対し望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が大きく又は小さくなるように変化するように第１、第２、第３レンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を移動させてズーミングを行っている。具体的に第１レンズ群Ｌ１は、広角端から略中間のズーム位置までは像側へ移動し、略中間のズーム位置から望遠端にかけて物体側へ移動している。
【００４２】
ここで中間のズーム位置とは、その焦点距離ｆＭが広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴとするとき、
【００４３】
【数１】
のとき及びその近傍をいう。
【００４５】
即ち第１レンズ群Ｌ１を像側に凸状の軌跡の一部に沿って移動させている。第２、第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３は物体側へ単調に移動させている。第４レンズ群Ｌ４はズーミングの為には固定である。絞りＳＰはズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体に移動している。
【００４６】
各実施形態のズームレンズでは、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を移動させることにより主な変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を往復移動させることによって変倍に伴う像点の移動を補正している。正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３は、撮像素子の小型化に伴う撮影レンズの屈折力の増大を分担し、第１、第２群で構成されるショートズーム系の屈折力を減らすことで、特に第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズでの収差の発生を抑え、良好な光学性能を達成している。また、固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４にフィールドレンズの役割を持たせることで達成している。
【００４７】
尚、広角端と望遠端とは変倍用レンズ群が機構上光軸上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。
【００４８】
次に各実施形態の特徴について説明する。
【００４９】
◎第１レンズ群Ｌ１を物体側より順に、非球面を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズより構成している。
【００５０】
◎第２レンズ群Ｌ２を物体側より順に、物体側の凸面に非球面を有し、両レンズ面が凸面の正レンズ２１、両レンズ面が凸面の正レンズ２２と像側の凹面に非球面を有し、両レンズ面が凹面の負レンズ２３とを接合した接合レンズより構成している。
【００５１】
第２レンズ群Ｌ２の正レンズ２１の非球面を有する物体側のレンズ面は、対向する像側のレンズ面よりも屈折力の絶対値が大きい。
【００５２】
第２レンズ群Ｌ２中に２つの非球面を設けることにより、非球面同士の偏心の調整を容易にし、又、非球面による収差補正を容易にしている。
【００５３】
◎第３レンズ群Ｌ３を物体側に凸面を向けた正レンズ３１より構成している。
【００５４】
◎第４レンズ群Ｌ４を両レンズ面が凸面の正レンズ４１より構成している。
【００５５】
◎第２レンズ群を物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと非球面を含む負レンズとを接合した接合レンズより構成し、変倍に伴う収差変動を良好に補正している。このとき第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１ ・・・（１）
なる条件を満足している。
【００５６】
◎第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成り、該接合レンズは非球面を含むようにし、これにより少ないレンズ枚数で変倍に伴う収差変動を良好に補正している。このとき第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１ ・・・（１）
なる条件を満足している。
【００５７】
◎第２レンズ群は、３つのレンズと２つの非球面を有し、これにより変倍に伴う収差変動を良好に行っている。そして第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９５ ・・・（１ａ）
なる条件を満足している。
【００５８】
条件式（１）又は条件式（１ａ）は、第２レンズ群Ｌ２中の２枚の非球面の軸上距離に関するもので、条件式（１）又は（１ａ）の上限値を超えると全系が大型化してくるので良くない。
【００５９】
条件式（１）又は（１ａ）の下限を超えて軸上距離が短く成りすぎると、望遠域における球面収差と周辺ハロコマを同時に良好に補正する事が困難となる。
【００６０】
更に好ましくは条件式（１）又は（１ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
０．８ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９３ ・・・（１ｂ）
◎第２レンズ群は３つのレンズと互いに異なるレンズの凸面と凹面に各々非球面を有し、非球面による収差補正を効果的に行っている。
【００６２】
◎νｐ−１を第２レンズ群Ｌ２を構成する物体側の正レンズ２１の材料のアッベ数、νｐ−２を第２レンズ群Ｌ２を構成する像側の正レンズ２２の材料のアッベ数、νｎを第２レンズ群Ｌ２を構成する負レンズ２３の材料のアッベ数とするとき、
１７ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２５ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００６３】
条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２中を構成する各レンズの材料のアッベ数に関するもので、条件式（２）の上限又は下限を超えるとズーミングに伴う色収差の変動を補正する事が困難となる。
【００６４】
更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６５】
１９ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２３ ・・・（２ａ）
◎ズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する絞りＳＰを有し、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の面は、非球面を含む凹面であり、該非球面の近軸曲率半径をＲｎａｌ、絞りＳＰと該凹面との軸上距離をＤ２ｓｐａｌとするとき、
０．５ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．１ ・・・（３）
なる条件を満足している。
【００６６】
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の近軸曲率半径Ｒと、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離、の比に関するものある。条件式（３）の上限値を超えて、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離が小さくなり過ぎると、ズーム全域における画面周辺部のコマフレアーが充分に補正するのが難しくなる。
【００６７】
条件式（３）の下限値を超えて、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２中の非球面を有する凹面の軸上距離が大きくなり過ぎると、レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
【００６８】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６９】
０．７ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．０ ・・・（３ａ）
以上のように各実施形態では、従来の負、正、正、正、の屈折力の４つのレンズ群を有するズームレンズを改良し、各レンズ群のレンズ構成、移動方法を最適に配置することにより、レンズ枚数の削減を計り、レンズ全長の短縮化を達成したにもかかわらず、３倍程度の変倍比を有しつつ、明るく、高い光学性能を有し、広角域を含みつつ、簡易な鏡筒構造で実現可能なデジタルスチルカメラ等に適したズームレンズを達成している。
【００７０】
また、各レンズ群のレンズ構成及びズーミングにおける各レンズ群の移動方法を最適に設定すると共に非球面を適切に用いることにより、全系のレンズ枚数の削減を計り、レンズ全長の短縮化を達成しつつ、所望の変倍比を有し、明るく、高い光学性能を有し、広角域を含んだ、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等に適したズームレンズを達成している。
【００７１】
次に各実施形態１〜３に各々対応する数値実施例１〜３の数値データを示す。各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ面＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２つの平面はフェースプレート、フィルター等に相当するガラスブロックである。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。またｋを離新率、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを２次、４次、６次、８次、１０次の非球面係数とし、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａｈ２＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０
で表示される。但しＲは曲率半径である。［ｅ−０Ｘ］は「×１０−Ｘ」を意味している。又、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００７２】
【外１】
【外２】
【外３】
【表１】
次に、数値実施例１〜３のズームレンズを備えたデジタルスチルカメラ（光学機器）の実施形態について、図１３を用いて説明する。
【００７７】
図１３（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図、図１３（ｂ）は側部断面図である。図中、５０はカメラ本体（筐体）、５１は数値実施例１〜３のいずれかのズームレンズを用いた撮影光学系、５２はファインダー光学系、５３はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。固体撮像素子５３は撮影光学系５１に形成された被写体の像を受けて電気的な情報への変換を行う。電気的な情報に変換された被写体の画像情報は不図示の記憶部に記録される。
【００７８】
このように数値実施例１〜３のズームレンズをデジタルスチルカメラの撮影光学系に適用することで、コンパクトな撮影装置が実現できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで優れた光学性能を有したズームレンズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のレンズ断面図
【図２】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の広角端における収差図
【図３】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の中間のズーム位置おける収差図
【図４】本発明の実施形態１に対応する数値実施例１の望遠端における収差図
【図５】本発明の実施形態２のレンズ断面図
【図６】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の広角端における収差図
【図７】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の中間のズーム位置おける収差図
【図８】本発明の実施形態２に対応する数値実施例２の望遠端における収差図
【図９】本発明の実施形態３のレンズ断面図
【図１０】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の広角端における収差図
【図１１】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の中間のズーム位置おける収差図
【図１２】本発明の実施形態３に対応する数値実施例３の望遠端における収差図
【図１３】本発明の光学機器の要部概略図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｆｎｏ Ｆナンバー
Claims (17)
- 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するように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において、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと非球面を含む負レンズとを接合した接合レンズより成ることを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成り、前記第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。 - 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、物体側より順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成り、該接合レンズは非球面を含んでおり、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと２つの非球面を有し、該第２レンズ群中の２つの非球面の軸上距離をＤ２ａｌ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．７ ＜ Ｄ２ａｌ／ｆｗ ＜ ０．９５
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、を有し、広角端に対し望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化するようにレンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２レンズ群は、物体側へ移動しており、
該第２レンズ群は、３つのレンズと互いに異なるレンズの凸面と凹面に各々非球面を有することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズより成ることを特徴とする請求項３、４、又は５のズームレンズ。
- ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、広角端からの中間のズーム位置へのズーミングに際し像側へ移動し、中間のズーム位置から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項のズームレンズ。
- ズーミングに際し、前記第３レンズ群が移動することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項のズームレンズ。
- νｐ−１を前記第２レンズ群を構成する物体側の正レンズの材料のアッベ数、νｐ−２を該第２レンズ群を構成する像側の正レンズの材料のアッベ数、νｎを該第２レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数とするとき、
１７ ＜（νｐ−１＋νｐ−２）／２−νｎ ＜ ２５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。 - 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、広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第３レンズ群は物体側へ移動し、該第４レンズ群はズーミングの為に移動しないことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群中の物体側の非球面を施した面は、該面と対向する面よりも、屈折力の絶対値が大きいことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記凸面に設けた非球面は最も物体側に位置し、前記凹面に設けた非球面は最も像側に位置していることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
- ズーミングに際し、前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有し、該第２レンズ群の最も像側の面は、非球面を含む凹面であり、該非球面の近軸曲率半径をＲｎａｌ、前記絞りと該凹面との軸上距離をＤ２ｓｐａｌとするとき、
０．５ ＜ Ｒｎａｌ／Ｄ２ｓｐａｌ ＜ １．１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項のズームレンズ。 - 固体撮像素子上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から１５のいずれか１項のズームレンズ。
- 請求項１から１６のいずれか１項のズームレンズと、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していることを特徴とする光学機器。
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