JP2004198855A - ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充分に小型で且つ広画角を得て、しかも高性能で、充分な解像力を得ることを可能とするズームレンズを実現する。
【解決手段】負のパワーの第１群光学系Ｇ１と、正のパワーの第２群光学系Ｇ２とを物体側から順次配置し、且つ第２群光学系Ｇ２の物体側に一体に移動する絞りＦＡを設ける。短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系Ｇ１は、像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系Ｇ１は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。第２群光学系Ｇ２は、物体側から、順次、負の第１のレンズＥ５、正の第２のレンズＥ６、そして負の第３のレンズＥ７を配列してなる３枚接合レンズを含んでいる。３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置されたレンズを、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラに撮影用光学系として用いられるズームレンズの改良に係り、特に、ディジタルカメラおよびビデオカメラ等のカメラに好適なズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩フィルムを用いる在来のカメラ、すなわち銀塩カメラに代わって、ディジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にディジタル的に記録するタイプのカメラが急速に普及しつつある。
このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ディジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたってきている。常に高画質化と小型化への要望があることは言うまでもなく、さらに近年では撮影レンズの広画角化の要望も大きくなっている。広画角化が要望される場合、具体的には、撮影レンズとして用いるズームレンズの短焦点端の半画角は、３８°以上であることが望まれる。
【０００３】
例えば、ディジタルカメラ用のズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、小型化に適するタイプのズームレンズとして、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置して設け、且つ短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。このようなタイプのズームレンズは、例えば、特許文献１等に開示されている。
【特許文献１】
特開平４−２４２７０９号公報
特許文献１には、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを有し、前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズであって、前記第２群光学系に接合レンズを有するものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されたズームレンズにおいては、上述した構成において、前記第２群光学系中の前記接合レンズの屈折率とアッベ数に適切なものを選ぶことによって、小型で且つ低コストのズームレンズを提供するようにしている。しかしながら、この特許文献１のズームレンズは、広角側端での半画角が２７°程度であり、広画角化という面では充分ではない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有して、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する構成を用いて、充分に小型で且つ広画角を得て、しかも高性能で、充分な解像力を得ることを可能とするズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
【０００５】
すなわち、本発明の請求項１の目的は、特に、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
また、本発明の請求項２の目的は、特に、主として球面収差およびコマ収差をより良好に補正して、さらに高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、球面収差およびコマ収差の補正に加えて非点収差をより良好に補正して、一層高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、主として軸上色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。本発明の請求項５の目的は、特に、主として倍率色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。
【０００６】
本発明の請求項６の目的は、特に、主として単色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。本発明の請求項７の目的は、特に、主として球面収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることを可能とするズームレンズを提供することにある。
そして、本発明の請求項８の目的は、特に、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズを撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることを可能とするカメラを提供することにある。
また、本発明の請求項９の目的は、特に、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズであって、
前記第２群光学系は、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含む
ことを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズが、像側に凹面を向けたメニスカス形状からなる負メニスカスレンズであることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズが、像側に強い凹面を向けてなる負レンズであることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、
前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの中間に配置される前記正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２として、
条件式：
１．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
６４＜ν_Ｃ２＜８５
を満足することを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項４のズームレンズであって、
前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ１およびν_Ｃ１とし、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３として、
条件式：
１．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
２０＜ν_Ｃ１＜４３
１．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
２０＜ν_Ｃ３＜４０
を満足することを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、
前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径をＲ_Ｃ２、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ_Ｃ４として、
条件式：
０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、前記第２群光学系の最も物体側の面が非球面であることを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、上述した目的を達成するために、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
【００１１】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１によるズームレンズは、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、前記第２群光学系は、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含む。
このような構成により、特に、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項２によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズが、像側に凹面を向けたメニスカス形状からなる負メニスカスレンズである。
このような構成により、特に、主として球面収差およびコマ収差をより良好に補正して、さらに高性能とすることが可能となる。
本発明の請求項３によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズが、像側に強い凹面を向けてなる負レンズである。
このような構成により、特に、球面収差およびコマ収差の補正に加えて非点収差をより良好に補正して、一層高性能とすることが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項４によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの中間に配置される前記正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２として、
条件式：
１．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
６４＜ν_Ｃ２＜８５
を満足する。
このような構成により、特に、主として軸上色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項５によるズームレンズは、請求項４のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ１およびν_Ｃ１とし、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３として、
条件式：
１．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
２０＜ν_Ｃ１＜４３
１．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
２０＜ν_Ｃ３＜４０
を満足する。
このような構成により、特に、主として倍率色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００１５】
本発明の請求項６によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径をＲ_Ｃ２、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ_Ｃ４として、
条件式：
０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
を満足する。
このような構成により、特に、主として単色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
本発明の請求項７によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の最も物体側の面が非球面である。
このような構成により、特に、主として球面収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項８によるカメラは、撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含む。
このような構成により、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズを撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることが可能となる。
本発明の請求項９による携帯情報端末装置は、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含む。
このような構成により、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態について説明する前に、まず、本発明の原理的な構成を説明するために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明の請求項１〜請求項７に係るズームレンズは、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置するとともに、前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズであり、これら請求項１〜請求項７のズームレンズは、さらに、それぞれ次のような特徴を持っている。
請求項１に係るズームレンズは、前記第２群光学系が、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含んでいる。
【００１８】
請求項２に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズが、像側に凹面を向けたメニスカス形状をなす負メニスカスレンズである。
請求項３に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群の３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズが、像側に強い凹面を向けたレンズである。
請求項４に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の３枚接合レンズのうちの中間に配置される前記正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２とするとき、次の条件式を満足する。
１．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
６４＜ν_Ｃ２＜８５
【００１９】
請求項５に係るズームレンズは、請求項４のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ１およびν_Ｃ１とし、前記第２群光学系の３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３とするとき、次の条件式を満足する。
１．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
２０＜ν_Ｃ１＜４３
１．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
２０＜ν_Ｃ３＜４０
請求項６に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径をＲ_Ｃ２とし、前記第２群光学系の３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ_Ｃ４とするとき、次の条件式を満足する。
【００２０】
０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
請求項７に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の最も物体側の面を非球面とする。
また、本発明の請求項８に係るカメラは、請求項１〜請求項７のいずれか１項のズームレンズを、撮影用光学系として有する。
本発明の請求項９に係る携帯情報端末装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有する。
本発明に係るズームレンズのような、負−正の２群で構成されるズームレンズは、一般に、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系が像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。変倍機能は、全て第２群光学系が担っている。
このようなズームレンズにおいて、一層の小型化を図るためには、各群光学系のパワー、特に変倍群である第２群光学系のパワーを強める必要がある。このために、第２群光学系において良好な収差補正を行わなければならない。
【００２１】
すなわち、本発明のズームレンズにおいては、良好な収差補正を行なうために、第２群光学系を、負レンズ−正レンズ−負レンズの貼り合わせからなる３枚接合レンズを有する構成とした（請求項１に対応する）。すなわち、この場合の第２群光学系は、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含んでいる。この３枚接合レンズにおける２つの接合面は、絞りからの距離が異なり、軸上および軸外の光線の通り方も異なっている。このような２つの接合面により、軸上色収差と倍率色収差をある程度独立して補正することが可能となり、特に広画角化に伴って増大する倍率色収差の補正に効果がある。このように、接合面を２面設ける方法としては、他にも考えられ、例えば、２組の（各２枚の）接合レンズを用いる方法もあるが、組み付け時の偏心等により、接合レンズ同士の光軸がずれた場合、軸外において倍率色収差が非対称に発生し、不自然な色にじみを生じ易い。これに対して、本発明のように３枚接合レンズを使用すれば、２つの接合面に組み付け偏心を生じることがなく、倍率色収差を充分に低減した製品を製造することができる。
【００２２】
より充分な収差補正を行うためには、第２群光学系の３枚接合レンズの最も物体側に配置される負の第１のレンズが、像側に凹面を向けたメニスカス形状からなる負メニスカスレンズであることが望ましい（請求項２に対応する）。この負の第１のレンズは、その物体側面を凸面として、入射光線をあまり大きく屈折させず不要な収差の発生を防ぎ、且つその像側面を強い凹面として、主に球面収差およびコマ収差の補正を行っている。
さらに充分な収差補正を行うためには、第２群光学系の３枚接合レンズの最も像側に配置される負の第３のレンズが、像側に強い凹面を向けていることが望ましい（請求項３に対応する）。この負の第３のレンズの像側面は、強い凹面として、球面収差およびコマ収差の副次的な補正を行うとともに、非点収差の補正にも寄与している。
また、良好な色収差補正のためには、次の条件式を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
【００２３】
１．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
６４＜ν_Ｃ２＜８５
但し、Ｎ_Ｃ２およびν_Ｃ２は、それぞれ、第２群光学系の３枚接合レンズの中間に配置される正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数をあらわす。この場合、Ｎ_Ｃ２が１．５２以上、あるいはν_Ｃ２が６８以下になると、軸上の色収差と他の収差のバランスがとりづらくなり、特に長焦点端における軸上色収差が発生し易くなる。また、このような状態では、物体側の接合面における単色収差の補正効果も充分に得られなくなる。一方、Ｎ_Ｃ２が１．４５以下、あるいはν_Ｃ２が８５以上になると、収差補正上は有利であるが、そのようなガラス材料は高価であり、不必要なコストの上昇を招くことになってしまう。
【００２４】
さらに倍率色収差を良好に補正するためには、次の条件式を満足することが望ましい（請求項５に対応する）。
１．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
２０＜ν_Ｃ１＜４３
１．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
２０＜ν_Ｃ３＜４０
但し、Ｎ_Ｃ１およびν_Ｃ１は、それぞれ、第２群光学系の３枚接合レンズの最も物体側に配置される負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数をあらわし、そしてＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３は、それぞれ、第２群光学系の３枚接合レンズの最も像側に配置される負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数をあらわす。上述したＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２に関する条件式とあわせ、これらの条件式を満足することにより、軸上色収差と倍率色収差をバランスさせ、特に短焦点端における倍率色収差を効果的に低減することができる。その際、単色色収差の補正状態も良好に保つことが可能である。
【００２５】
単色収差をさらに改善するためには、次の条件式を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
但し、Ｒ_Ｃ２は、第２群光学系の３枚接合レンズの物体側の接合面の曲率半径をあらわし、そしてＲ_Ｃ４は、第２群光学系の３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をあらわす。（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）が０．８５以上になると、長焦点端における球面収差が正方向に大きく発生し易くなり、画像のコントラストを劣化させる要因となる。一方、（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）が０．５以下になると、非点収差および像面湾曲の補正能力が不足気味になり、変倍範囲の全域において像面の平坦性が悪くなる要因となる。
本発明のズームレンズを、さらに簡素で高性能なものとするためには、少なくとも第２群光学系の最も物体側のレンズにおいて物体側面を非球面とすることが望ましい（請求項７に対応する）。第２群光学系の最も物体側の面は、絞りの近傍であり、マージナル光線が十分な高さを有している上、光線高さのズーミングによる変化が少ないため、ここに非球面を設けることによって、結像性能の基本となる球面収差を一層良好に補正することが可能となる。
【００２６】
なお，本発明のズームレンズにおいては，第２群光学系が、負レンズ−正レンズ−負レンズからなる３枚接合レンズと、その物体側および像側に配置される，少なくとも１枚ずつの正レンズを有することが望ましい。３枚接合レンズには、強い負の屈折力を有する凹面が２面あり、これらの面の収差補正能力を充分に引き出すためには、これらに対抗する正の屈折力を有する面を配置する必要がある。３枚接合レンズの物体側および像側に、いずれも正レンズを配置すれば、第２群光学系全体としては、正−負−正−負−正の構成となり、屈折力の配置として非常にバランスが良い。このような構成をとることによって、１つのレンズ面で過大な収差が発生することを防ぎ、偏心等の製造誤差による像性能の劣化も小さく抑えることが可能となる．
【００２７】
次に、上述した構成を反映した本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置の具体的な実施の形態について詳細に説明する。第１、第２、第３および第４の実施の形態は、本発明に係るズームレンズの実施の形態であり、第５の実施の形態は、第１〜第４の実施の形態に示されたようなズームレンズを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の実施の形態である。
本発明に係るズームレンズを示す第１〜第４の実施例においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。
第１〜第４の実施例の各々においては、収差は充分に補正されており、３００万画素〜５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、これら第１〜第４の実施例から明らかとなるであろう。
【００２８】
以下の第１〜第４の実施例に関連する説明においては、次のような各種記号を用いている。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎ_ｄ：屈折率
ν_ｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ_４：４次の非球面係数
Ａ_６：６次の非球面係数
Ａ_８：８次の非球面係数
Ａ_１０：１０次の非球面係数
Ａ_１２：１２次の非球面係数
Ａ_１４：１４次の非球面係数
Ａ_１６：１６次の非球面係数
Ａ_１８：１８次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、次式で定義される。
【００２９】
【数１】

【００３０】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態であると共に第1の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図１に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、絞りＦＡおよび光学フィルタＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第９レンズＥ９は、第２群光学系Ｇ２を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図１には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図１には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため図２〜図４と共通の参照符号を付していてもそれら他の実施の形態と共通の構成ではない。
【００３１】
図１において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、絞りＦＡ、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側を凸面とした平凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。第５レンズＥ５は、物体側に凸に形成された弱い正レンズである正メニスカスレンズ、第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズ、第７レンズＥ７は、両凹レンズからなる負レンズであり、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、順次貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合レンズを形成している。
【００３２】
すなわち、これら第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、それぞれ３枚接合レンズの第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズに相当する。第８レンズＥ８は、物体側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズ、第９レンズＥ９は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら４群６枚構成の第４レンズＥ４〜第９レンズＥ９により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＦＡは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２群光学系Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。
【００３３】
【第１の実施例】
この第１の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９７〜１６．８７、Ｆ＝２．８０〜４．３６、そしてω＝３９．１６〜１５．３８の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００３４】
【表１】
光学特性

【００３５】
表１において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面、第８面および第１７面の各光学面が非球面であり、各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面：第４面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．１９０７４５×１０^−３，Ａ_６＝−０．３４０９８２×１０^−５，Ａ_８＝０．１９０８３４×１０^−６，Ａ_１０＝−０．１０７３０３×１０^−７，Ａ_１２＝０．２６４０５３×１０^−９，Ａ_１４＝−０．２１８４６６×１０^−１１，Ａ_１６＝−０．２９２３６６×１０^−１２，Ａ_１８＝０．４８２１８２×１０^−１５
非球面：第８面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．６１０６３７×１０^−６，Ａ_６＝０．５６８２６７×１０^−７，Ａ_８＝０．３４０３１８×１０^−７，Ａ_１０＝０．５５８９７６×１０^−９
非球面：第１７面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝０．１０７３０９×１０^−２，Ａ_６＝０．１７５６３０×１０^−４，Ａ_８＝−０．４９３６３８×１０^−６，Ａ_１０＝０．１６１８３３×１０^−７
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＦＡとの間の間隔Ｄ_Ａ、そして第２群光学系Ｇ２と光学フィルタＯＦとの間の間隔Ｄ_Ｂは、可変であり、これら可変間隔Ｄ_ＡおよびＤ_Ｂはズーミングに際して次表のように変化させられる。
【００３６】
【表２】
可変間隔

【００３７】
また、この第１の実施例における先に述べた本発明の請求項６の条件式に係る（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）の数値は、次の通りとなる。
条件式数値
（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＝０．６００
したがって、この第１の実施の形態における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
〔第２の実施の形態〕
【００３８】
図２は、本発明の第２の実施の形態であると共に実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図２に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、絞りＦＡおよび光学フィルタＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８は、第２群光学系Ｇ２を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図２にも、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の概略的な移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図２には、各光学面の面番号も付して示している。上述したように図２に対する各参照符号も、他の実施の形態とは独立に用いている。
【００３９】
図２においても、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、絞りＦＡ、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側を凸面とした平凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。第５レンズＥ５は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズ、第７レンズＥ７は、両凹レンズからなる負レンズであり、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、順次貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合レンズを形成している。すなわち、これら第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、それぞれ３枚接合レンズの第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズに相当する。
【００４０】
第８レンズＥ８は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら３群５枚構成の第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＦＡは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２群光学系Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。
【第２の実施例】
この第２の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９７〜１６．８４、Ｆ＝２．８０〜４．２８、そしてω＝３９．２６〜１５．４７の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００４１】
【表３】
光学特性

【００４２】
表３において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面、第８面および第１５面の各光学面が非球面であり、各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面：第４面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．１７６０８４×１０^−３，Ａ_６＝−０．６９３３１４×１０^−５，Ａ_８＝０．４５６３４６×１０^−６，Ａ_１０＝−０．２２１７８１×１０^−７，Ａ_１２＝０．３６６６９０×１０^−９，Ａ_１４＝０．６０４３７８×１０^−１１，Ａ_１６＝−０．３００１６２×１０^−１２，Ａ_１８＝０．２９２４４３×１０^−１４
非球面：第８面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．８６３９２４×１０^−４，Ａ_６＝−０．２１６４９３×１０^−６，Ａ_８＝−０．３７１０３４×１０^−７，Ａ_１０＝０．７９５４０６×１０^−９
非球面：第１５面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．６７２０２９×１０^−４，Ａ_６＝−０．４４４３６０×１０^−５，Ａ_８＝−０．２０５８５６×１０^−６，Ａ_１０＝−０．１９３６１３×１０^−７
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＦＡとの間の間隔Ｄ_Ａ、そして第２群光学系Ｇ２と光学フィルタＯＦとの間の間隔Ｄ_Ｂは、可変であり、これら可変間隔Ｄ_ＡおよびＤ_Ｂはズーミングに際して次表のように変化させられる。
【００４３】
【表４】
可変間隔

【００４４】
また、この第２の実施の形態における先に述べた本発明の請求項６の条件式に係る（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）の数値は、次の通りとなる。
条件式数値
（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＝０．８００
したがって、この第２の実施の形態における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
〔第３の実施の形態〕
図３は、本発明の第３の実施の形態であると共に、第３の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
【００４５】
図３に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、絞りＦＡおよび光学フィルタＯＦを具備している。この場合も、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８は、第２群光学系Ｇ２を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図３にも、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の概略的な移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図３には、各光学面の面番号も付して示している。上述したように図３に対する各参照符号も、他の実施例とは独立に用いている。
【００４６】
図３においても、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、絞りＦＡ、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側を凸面とした平凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。第５レンズＥ５は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズ、第７レンズＥ７は、両凹レンズからなる負レンズであり、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、順次貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合レンズを形成している。
【００４７】
すなわち、これら第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、それぞれ３枚接合レンズの第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズに相当する。第８レンズＥ８は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら３群５枚構成の第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＦＡは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２群光学系Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。
【第３の実施例】
第３の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９７〜１６．８７、Ｆ＝２．６０〜４．０４、そしてω＝３９．７３〜１５．９５の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００４８】
【表５】
光学特性

【００４９】
表５において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面、第８面および第１４面の各光学面が非球面であり、各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面：第４面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．１７１３８０×１０^−３，Ａ_６＝−０．２５４０１７×１０^−５，Ａ_８＝−０．１８６８４２×１０^−６，Ａ_１０＝０．３２３６３２×１０^−７，Ａ_１２＝−０．２１１９７１×１０^−８，Ａ_１４＝０．６１０７１２×１０^−１０，Ａ_１６＝−０．７０２６８６×１０^−１２，Ａ_１８＝０．１０６９０３×１０^−１４
非球面：第８面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．７７８１１３×１０^−４，Ａ_６＝０．１２４６８７×１０^−６，Ａ_８＝−０．５０６８５０×１０^−７，Ａ_１０＝０．１１１０７２×１０^−８
非球面：第１５面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝０．１７９５８０×１０^−３，Ａ_６＝０．１３６４１２×１０^−５，Ａ_８＝−０．３６３０４４×１０^−７，Ａ_１０＝０．２７７６９８×１０^−８
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＦＡとの間の間隔Ｄ_Ａ、そして第２群光学系Ｇ２と光学フィルタＯＦとの間の間隔Ｄ_Ｂは、可変であり、これら可変間隔Ｄ_ＡおよびＤ_Ｂはズーミングに際して次表のように変化させられる。
【００５０】
【表６】
可変間隔

【００５１】
また、この第３の実施例における先に述べた本発明の請求項６の条件式に係る（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）の数値は、次の通りとなる。
条件式数値
（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＝０．８００
したがって、この第３の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
〔第４の実施の形態〕
図４は、本発明の第４の実施の形態であると共に、第４の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図４に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、絞りＦＡおよび光学フィルタＯＦを具備している。この場合も、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８は、第２群光学系Ｇ２を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図４にも、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の概略的な移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図４には、各光学面の面番号も付して示している。上述したように図４に対する各参照符号も、他の実施例とは独立に用いている。
【００５２】
図４においても、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、絞りＦＡ、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。第５レンズＥ５は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズ、第７レンズＥ７は、両凹レンズからなる負レンズである。これら第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、順次貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合レンズを形成している。
【００５３】
すなわち、これら第５レンズＥ５、第６レンズＥ６および第７レンズＥ７は、それぞれ３枚接合レンズの第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズに相当する。第８レンズＥ８は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら３群５枚構成の第４レンズＥ４〜第８レンズＥ８により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＦＡは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２群光学系Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１群光学系Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。
【第４の実施例】
第４の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９７〜１６．８７、Ｆ＝２．６０〜４．０４、そしてω＝３９．３９〜１５．４０の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００５４】
【表７】
光学特性

【００５５】
表７において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面、第８面、第１４面および第１５面の各光学面が非球面であり、各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面：第４面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．１４９５８６×１０^−３，Ａ_６＝−０．３１６５８５×１０^−５，Ａ_８＝−０．２１８８４３×１０^−６，Ａ_１０＝０．３２６２７１×１０^−７，Ａ_１２＝−０．１９７５７１×１０^−８，Ａ_１４＝０．６０１３２０×１０^−１０，Ａ_１６＝−０．９２５９８５×１０^−１２，Ａ_１８＝０．５７００５９×１０^−１４
非球面：第８面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝−０．５７１４０６×１０^−４，Ａ_６＝０．１８５４９６×１０^−６，Ａ_８＝−０．９５２４２１×１０^−７，Ａ_１０＝０．２９６０５７×１０^−８
【００５６】
非球面：第１４面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝０．８９７３７１×１０^−３，Ａ_６＝０．３７１３０１×１０^−４，Ａ_８＝０．２４３５２６×１０^−５，Ａ_１０＝−０．４２４０１９×１０^−７
非球面：第１５面
Ｋ＝０．０，Ａ_４＝０．１０２０９４×１０^−２，Ａ_６＝０．４２８３３２×１０^−４，Ａ_８＝０．１４２５３４×１０^−５，Ａ_１０＝０．９１７６０１×１０^−７
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＦＡとの間の間隔Ｄ_Ａ、そして第２群光学系Ｇ２と光学フィルタＯＦとの間の間隔Ｄ_Ｂは、可変であり、これら可変間隔Ｄ_ＡおよびＤ_Ｂはズーミングに際して次表のように変化させられる。
【００５７】
【表８】
可変間隔

【００５８】
また、この第４の実施例における先に述べた本発明の請求項６の条件式に係る（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）の数値は、次の通りとなる。
条件式数値
（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＝０．５００
したがって、この第４の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図５〜図７は、上述した第１の実施例に係る図１に示したズームレンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差のそれぞれ収差曲線図を示しており、このうち、図５は、短焦点端におけるそれぞれの収差曲線図、図６は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図７は、長焦点端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
【００５９】
図８〜図１０は、上述した第２の実施例に係る図２に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差のそれぞれ収差曲線図を示しており、このうち、図８は、短焦点端における収差曲線図、図９は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１０は、長焦点端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
図１１〜図１３は、上述した第３の実施例に係る図３に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差のそれぞれ収差曲線図を示しており、このうち、図１１は、短焦点端における収差曲線図、図１２は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１３は、長焦点端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
【００６０】
そして、図１４〜図１６は、上述した第４の実施例に係る図４に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差のそれぞれ収差曲線図を示しており、このうち、図１４は、短焦点端における収差曲線図、図１５は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１６は、長焦点端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図５〜図１６の収差曲線図によれば、上述した本発明の第１〜第４の実施例に係る図１〜図４に示した構成のズームレンズによれば、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
【００６１】
〔第５の実施の形態〕
次に、上述した第１〜第４の実施の形態に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の第５の実施の形態について図１７〜図１９を参照して説明する。このうち、図１７は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図１８は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図１９は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが、近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
【００６２】
図１７および図１８に示すように、カメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１９に示すように、カメラは、受光素子２０１、信号処理装置２０２、画像処理装置２０３、中央演算装置（ＣＰＵ）２０４、半導体メモリ２０５および通信カード等２０６も備えている。
カメラは、撮影レンズ１０１とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子２０１を有しており、撮影光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子２０１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１としては、第１〜第４の実施の形態において説明したような本発明に係る（すなわち請求項１〜請求項７で定義される）ズームレンズを用いる（請求項８および請求項９に対応する）。
【００６３】
受光素子２０１の出力は、中央演算装置２０４によって制御される信号処理装置２０２によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置２０２によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置２０４によって制御される画像処理装置２０３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ２０５に記録される。この場合、半導体メモリ２０５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ２０５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ２０５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等２０６を介して外部へ送信することも可能である。
【００６４】
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には、図１７の（ａ）に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図１７の（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系は、例えば短焦点端の配置となっており、ズームレバー１０３を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、長焦点端への変倍動作を行うことができる。なお、好ましくは、ファインダ１０４も撮影レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍する。
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。先に述べた第１〜第４の実施の形態に示されたような負−正の２群で構成されるズームレンズにおけるフォーカシングは、第１群光学系Ｇ１の移動、あるいは、受光素子２０１の移動によって行うことができる。シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
【００６５】
半導体メモリ２０５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等２０６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ２０５および通信カード等２０６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１〜第４の実施の形態に示されたようなズームレンズを撮影光学系として使用することができる。したがって、３００万画素〜５００万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を達成することが可能となる。この場合、携帯情報端末装置では、高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信するなどすることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有して、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する構成を用いて、レンズ構成を工夫することによって、充分に小型で且つ広画角を得て、しかも高性能で、充分な解像力を得ることが可能なズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
【００６７】
すなわち本発明の請求項１のズームレンズによれば、物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、前記第２群光学系は、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含む構成とすることにより、特に、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項２のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズを、像側に凹面を向けたメニスカス形状からなる負メニスカスレンズとすることにより、特に、主として球面収差およびコマ収差をより良好に補正して、境変動の影響を受けにくく、さらに高性能とすることが可能となる。
【００６８】
本発明の請求項３のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズを、像側に強い凹面を向けてなる負レンズとすることにより、特に、球面収差およびコマ収差の補正に加えて非点収差をより良好に補正して、境変動の影響を受けにくく、一層高性能とすることが可能となる。
本発明の請求項４のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの中間に配置される前記正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２として、
条件式：
１．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
６４＜ν_Ｃ２＜８５
を満足する構成とすることにより、特に、主として軸上色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００６９】
本発明の請求項５のズームレンズによれば、請求項４のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ１およびν_Ｃ１とし、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３として、
条件式：
１．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
２０＜ν_Ｃ１＜４３
１．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
２０＜ν_Ｃ３＜４０
を満足する構成とすることにより、特に、主として倍率色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００７０】
本発明の請求項６のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径をＲ_Ｃ２、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ_Ｃ４として、
条件式：
０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
を満足する構成とすることにより、特に、主として単色収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
本発明の請求項７のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の最も物体側の面を非球面とすることにより、特に、主として球面収差をさらに良好に補正して、より一層高性能とすることが可能となる。
【００７１】
そして、本発明の請求項８のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含む構成とすることにより、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズを撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項９の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含む構成とすることにより、充分に小型で且つ広画角を得ることが可能で、しかも高性能であり、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得るズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用して、小型、広画角で且つ高画質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であると共に、第１の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図を示している。
【図２】本発明の第２の実施の形態であると共に、第２の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図を示している。
【図３】本発明の第３の実施の形態であると共に、第３の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図を示している。
【図４】本発明の第４の実施の形態であると共に、第４の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図を示している。
【図５】図１に示す本発明の第１の実施例によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】図１に示す本発明の第１の実施例によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】図１に示す本発明の第１の実施例によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】図２に示す本発明の第２の実施例によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図９】図２に示す本発明の第２の実施例によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】図２に示す本発明の第２の実施例によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図３に示す本発明の第３の実施例によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図３に示す本発明の第３の実施例によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１３】図３に示す本発明の第３の実施例によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】図４に示す本発明の第４の実施例によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１５】図４に示す本発明の第４の実施例によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１６】図４に示す本発明の第４の実施例によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係るカメラの外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、（ａ）は撮影レンズがカメラのボディー内に沈胴埋没している状態、（ｂ）は撮影レンズがカメラのボディーから突出している状態を示している。
【図１８】図１７のカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図１９】図１７のカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１群光学系
Ｇ２ 第２群光学系
Ｇ３ 第３群光学系
Ｅ１〜Ｅ９ レンズ
ＦＡ 絞り
ＯＦ 各種光学フィルタ
１０１ 撮影レンズ
１０２ シャッタボタン
１０３ ズームレバー
１０４ ファインダ
１０５ ストロボ
１０６ 液晶モニタ
１０７ 操作ボタン
１０８ 電源スイッチ
１０９ メモリカードスロット
１１０ 通信カードスロット
２０１ 受光素子（エリアセンサ）
２０２ 信号処理装置
２０３ 画像処理装置
２０４ 中央演算装置（ＣＰＵ）
２０５ 半導体メモリ
２０６ 通信カード等

Claims (9)

1. 物体側から、順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系とを配置し、且つ前記第２群光学系の物体側に該第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、
   短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第２群光学系は、像側から物体側へと単調に移動し、前記第１群光学系は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、
   前記第２群光学系は、物体側から、順次、負の第１のレンズ、正の第２のレンズ、そして負の第３のレンズを配列してなる３枚接合レンズを含む
   ことを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズは、像側に凹面を向けたメニスカス形状からなる負メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズは、像側に強い凹面を向けてなる負レンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
4. 前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの中間に配置される前記正の第２のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ２およびν_Ｃ２として、
   条件式：
   １．４５＜Ｎ_Ｃ２＜１．５２
   ６４＜ν_Ｃ２＜８５
   を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
5. 前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も物体側に配置される前記負の第１のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ１およびν_Ｃ１とし、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズのうちの最も像側に配置される前記負の第３のレンズの屈折率およびアッベ数を、それぞれＮ_Ｃ３およびν_Ｃ３として、
   条件式：
   １．６０＜Ｎ_Ｃ１＜１．９５
   ２０＜ν_Ｃ１＜４３
   １．６０＜Ｎ_Ｃ３＜１．９５
   ２０＜ν_Ｃ３＜４０
   を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
6. 前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径をＲ_Ｃ２、そして前記第２群光学系の前記３枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ_Ｃ４として、
   条件式：
   ０．５＜（Ｒ_Ｃ２／Ｒ_Ｃ４）＜０．８５
   を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
7. 前記第２群光学系の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
8. 撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴とするカメラ。
9. カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴とする携帯情報端末装置。

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