JP2005070697A - ３群ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 テレセントリック性、収差性能を十分に確保し得る電子撮像素子に好適な小型の３群ズームレンズ。
【解決手段】 負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とからなり、各レンズ群の間隔を変化させるように各レンズ群を移動させて変倍を行う３群ズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２が、正の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズの３枚のレンズから構成され、第２レンズと第３レンズとが接合された接合レンズであり、その接合レンズの正レンズのアッベ数ν_d1が、ν_d1＞７０の条件（１）を満足する３群ズームレンズ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、小型の３群ズームレンズに関し、特に、電子撮像素子を有するコンパクトなデジタルカメラ等の電子撮像装置に好適な３群ズームレンズとそれを用いた電子撮像装置に関するものである。

従来より、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置においては、一般のカメラに用いられるものと同様に、高画質、低コストの光学系が要求される。さらに、周辺光量落ちを避けるために像側でのテレセントリック特性の良い光学系が望まれている。例えば、固体撮像素子等の電子撮像素子に好適なズームレンズとして、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レンズ群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端に向けて第１レンズ群と第２レンズ群を移動させてズーミングを行う３群ズームレンズ系が、特許文献１や特許文献２に開示されている。
特開２００３−１５０３５号公報 特開２００１−３１８３１１号公報

しかしながら、これらの３群ズームレンズでは、第２レンズ群における色収差補正が十分とは言えず、電子撮像素子の受光感度が長波長域若しくは短波長域に広いことに起因する色のにじみが目立った画像に再生されてしまう恐れがある。

本発明は従来技術のこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、テレセントリック性、収差性能を十分に確保し得る電子撮像素子に好適な小型の３群ズームレンズを提供することである。

上記目的を達成する本発明の第１の３群ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とからなり、前記各レンズ群の間隔を変化させるように各レンズ群を移動させて変倍を行う３群ズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ、正屈折力の第２レンズ、負屈折力の第３レンズの３枚のレンズから構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとが接合された接合レンズであり、前記接合レンズの正レンズのアッベ数が以下の条件式（１）を満足することを特徴とするものである。

ν_d1＞７０ ・・・（１）
ただし、ν_d1：第２レンズ群における接合レンズの正レンズのアッベ数、
である。

以下に、上記本発明の第１の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明は、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群の順で配した３群ズームレンズの構成としている。それにより、負屈折力の第１レンズ群と正屈折力の第２レンズ群との間隔を変更させることで、主たる変倍機能を持たせ、像側に配された正屈折力の第３レンズ群にて光束をテレセントリックに近づける調整を行うことで、電子撮像素子を用いたズームレンズに適した構成としている。

特に、このような負正正タイプの３群ズームレンズにおいては、主たる変倍機能を第２レンズ群が担うことになる。

一方、ズームレンズの小型化のためには、第２レンズ群のレンズ枚数を少なくし、高変倍比化の維持のためには、第２レンズ群の主点をなるべく物体側に位置させるとよい。

したがって、本発明では、第２レンズ群を、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚構成にすることにより、正の屈折力を２つの正レンズに分担させ、球面収差とコマ収差のバランスをとりながら主点を物体側寄りに調節している。

このとき、第２レンズ群の第２レンズと第３レンズとを接合させることで、偏心を抑えかつ色収差の補正を行っている。この接合レンズの正レンズのアッベ数が条件式（１）の下限の７０を越えてしまうと、軸上色収差と倍率色収差の補正が困難になる。又は、第２レンズ群における負レンズのパワーが強くなる等、諸収差のバランスがとり難くなる。その結果、レンズの配置に無理が生じ、テレセントリック性が悪くなる。

本発明の第２の３群ズームレンズは、第１の３群ズームレンズにおいて、以下の条件式（１−１）を満足することを特徴とするものである。

７５＞ν_d1＞７０ ・・・（１−１）
以下に、本発明の第２の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（１−１）の上限値７５を越えると、材料が高価になるか、加工が難しい材料となる。

本発明の第３の３群ズームレンズは、第１〜第２の３群ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群における前記接合レンズが以下の条件を満足することを特徴とするものである。

ν_d1−ν_d2＞４５ ・・・（２）
ただし、ν_d2：第２レンズ群における接合レンズの負レンズのアッベ数、
である。

以下に、本発明の第３の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第２レンズ群における接合レンズにて、低分散の凸レンズと高分散の凹レンズを用いることにより、色収差を良好に補正することができる。条件式（２）の下限の４５を越えてしまうと、軸上色収差と倍率色収差の補正効果が薄れてしまうために、接合レンズを使用した効果が低下する。

さらには、下限値を４６とすることがより好ましい。

また、上限値を設けて、６０、さらには５０を越えないようにすると、用いる材料が高価にならずより好ましい。

例えば、以下のように構成できる（本発明の第４の３群ズームレンズ）。

６０＞ν_d1−ν_d2＞４５ ・・・（２−１）
本発明の第５の３群ズームレンズは、第１〜第４の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負屈折力の第２レンズと、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の正屈折力の第３レンズとから構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第５の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１レンズ群の全てのレンズに像面側に凹面を向けたメニスカスレンズを使用することにより、各レンズへの軸外光線の入射角度が小さくなり、レンズ３枚ながら像面湾曲やディストーション等の収差の発生を抑えることができ、広画角化に有利である。

本発明の第６の３群ズームレンズは、第５の３群ズームレンズにおいて、前記第３レンズ群が両凸正レンズ１枚から構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第６の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第３レンズ群の両側に正屈折力を持たせることで、第３レンズ群の屈折力を適度に分担させている。それにより、第３レンズ群の移動量を小さくしやすくなる。

本発明の第７の３群ズームレンズは、第１〜第６の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群の第２レンズの何れかの屈折面と前記第３レンズ群の物体側面が非球面であることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第７の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第１レンズ群に非球面を用いることにより、ディストーションや像面湾曲を良好に補正することができる。さらに、第３レンズ群の物体側面に非球面を用いることにより球面収差やコマ収差の良好な補正が得られる。

本発明の第８の３群ズームレンズは、第１〜第７の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、以下の条件式（３−１）、（３−２）を満足することを特徴とするものである。

ｎ₁ ≦１．５３ ・・・（３−１）
ｎ₃ ≦１．５３ ・・・（３−２）
ただし、ｎ₁ ：第１レンズ群の２枚目の負レンズの屈折率、
ｎ₃ ：第３レンズ群の正レンズの屈折率、
である。

以下に、本発明の第８の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第２レンズ群の構成が条件式（１）を満たした上で、条件式（３−１）、（３−２）のような屈折率の低い硝材を用いることにより、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群トータルでの収差の発生を抑えやすくなる。

さらには、条件式（３−１）、（３−２）に以下のように下限値として１．４５を設けてもよい。それにより、安価な硝材にて収差補正が行える（本発明の第９の３群ズームレンズ）。

１．４５＜ｎ₁ ≦１．５３ ・・・（３−１）’ １．４５＜ｎ₃ ≦１．５３ ・・・（３−２）’ 本発明の第１０の３群ズームレンズは、第１〜第９の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、前記第１レンズ群の第２負レンズと前記第３レンズ群の正レンズがプラスチックレンズであることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１０の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

第２レンズ群の構成が条件式（１）を満たした上で、条件式（３−１）、（３−２）のような屈折率の低い硝材を用いることにより、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群トータルでの収差の発生を抑えることができ、かつ、その硝材として上記の位置にプラスチックレンズを用いることができ、安価で高画質、高性能な３群ズームレンズを構成できる。

本発明の第１１の３群ズームレンズは、第１〜第１０の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記１レンズ群の第２負レンズが以下の条件式（４）を満足することを特徴とするものである。

０．３＜（Ｒ_12o −Ｒ_12i ）／（Ｒ_12o ＋Ｒ_12i ）＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｒ_12o ：第１レンズ群の第２負レンズの物体側光軸上曲率半径、
Ｒ_12i ：第１レンズ群の第２負レンズの像面側光軸上曲率半径、
である。

以下に、本発明の第１１の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（４）の下限値の０．３を越えると、第１レンズ群の第２負レンズへの入射角が大きくなり像面湾曲等の発生が大きくなる。上限の０．５を越えると、十分なパワーを得ることができなくなり好ましくない。

さらに、下限値を０．３３、さらには０．３５とすることがより好ましい。

また、上限値を０．４５、さらには０．４２とすることがより好ましい。

本発明の第１２の３群ズームレンズは、第１〜第１１の３群ズームレンズにおいて、前記第３レンズ群を正レンズ１枚で構成し、前記３レンズ群の正レンズが以下の条件式（５）を満たすことを特徴とするものである。

１．１＜（Ｒ_3o−Ｒ_3i）／（Ｒ_3o＋Ｒ_3i）＜２．０ ・・・（５）
ただし、Ｒ_3o：第３レンズ群の正レンズの物体側光軸上曲率半径、
Ｒ_3i：第３レンズ群の正レンズの像面側光軸上曲率半径、
である。

以下に、本発明の第１２の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

条件式（５）の上限の２．０を越えると、第３レンズ群から像面への射出角が大きくなりコマ収差等の発生が大きくなる。下限の１．１を越えると、テレセントリック性確保のための十分なパワーを得ることができなくなる。

さらに、下限値を１．２、さらには１．２５としてもよい。

また、さらには、上限値を１．４、さらには１．３としてもよい。

本発明の第１３の３群ズームレンズは、第１〜第１２の３群ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズが非球面を有することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１３の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

このように第２レンズ群の最も物体側の正レンズに非球面を設けると、球面収差の補正に効果がある。

本発明の第１４の３群ズームレンズは、第１〜第１３の３群ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の最も物体側の第１レンズよりもさらに物体側に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１４の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明のレンズ群の配置とすることにより、明るさ絞りを第２レンズ群と一体に動かしても、電子撮像素子に適した略テレセントリック性が確保でき、また、明るさ絞りを一体に動かすことにより駆動システムの簡易化ができる。

本発明の第１５の３群ズームレンズは、第１〜第１４の３群ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が変倍時に移動することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１５の３群ズームレンズにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明のズームレンズは、主に第１レンズ群と第２レンズ群が変倍作用を持つようになる。このとき、第３レンズ群を移動させることで、射出瞳位置の調整が容易に行えるようになる。

本発明の第１６の３群ズームレンズは、第１〜第１５の３群ズームレンズ、その像面側に配された電子撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１６の電子撮像装置において上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明のズームレンズは略テレセントリック性を確保しやすく、小型化も可能であるため、像面側に電子撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）を備えた電子撮像装置に用いることが好ましい。

本発明によって、テレセントリック性、収差性能を十分に確保し得る電子撮像素子に好適な小型の３群ズームレンズを得ることができる。

以下、本発明の３群ズームレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。図中、負の第１レンズ群はＧ１、正の第２レンズ群はＧ２、正の第３レンズ群はＧ３、明るさ絞りはＳ、２枚の平行平板はＰ１、Ｐ２、像面はＩで示してある。２枚の平行平板Ｐ１、Ｐ２の中、物体側の平行平板Ｐ１はローパスフィルターにＩＲカットコート、近紫外線カットコートを施したものである。像面側の平行平板Ｐ２は電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスである。

実施例１の３群ズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、明るさ絞りＳ、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠合焦時において、広角端から中間焦点距離を経て望遠端に至る間に、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動して途中で物体側へ反転し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側の明るさ絞りＳと共に一体に物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側の面が非球面の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚からなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側の面が非球面の両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとの２群３枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側の面が非球面の両凸正レンズ１枚からなる。

実施例２の３群ズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、明るさ絞りＳ、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠合焦時において、広角端から中間焦点距離を経て望遠端に至る間に、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動して途中で物体側へ反転し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側の明るさ絞りＳと共に一体に物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両側の面が非球面の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚からなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側の面が非球面の両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとの２群３枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側の面が非球面の両凸正レンズ１枚からなる。

実施例３の３群ズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、明るさ絞りＳ、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠合焦時において、広角端から中間焦点距離を経て望遠端に至る間に、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動して途中で物体側へ反転し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側の明るさ絞りＳと共に一体に物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側の面が非球面の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚からなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側の面が非球面の両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとの２群３枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側の面が非球面の両凸正レンズ１枚からなる。

なお、近距離へのフォーカシングは、実施例１〜３は全て第３レンズ群Ｇ３の光軸方向の移動にて行っているが、第１レンズ群Ｇ１の移動やズームレンズ全体にて行う等、何れの方式を採用してもよい。

以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、２ωは画角、Ｆ_NOはＦナンバー、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］
＋A₄ｙ⁴ ＋A₆ｙ⁶ ＋A₈ｙ⁸ ＋ A₁₀ｙ¹⁰
ただし、ｒは光軸上の曲率半径、Ｋは円錐係数、A₄、A₆、A₈、A₁₀ はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

実施例１
ｒ₁ = 32.3577 ｄ₁ = 0.80 ｎ_d1 =1.81078 ν_d1 =40.92
ｒ₂ = 7.5927 ｄ₂ = 1.37
ｒ₃ = 11.4778 ｄ₃ = 1.00 ｎ_d2 =1.5112 ν_d2 =55.88
ｒ₄ = 5.4500（非球面） ｄ₄ = 1.99
ｒ₅ = 8.729 ｄ₅ = 2.06 ｎ_d3 =1.79173 ν_d3 =26.29
ｒ₆ = 16.7082 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.80
ｒ₈ = 9.3478（非球面） ｄ₈ = 2.44 ｎ_d4 =1.5112 ν_d4 =55.88
ｒ₉ = -10.8226 ｄ₉ = 0.20
ｒ₁₀= 4.4874 ｄ₁₀= 2.05 ｎ_d5 =1.48915 ν_d5 =70.23 ｒ₁₁= 9.7367 ｄ₁₁= 0.80 ｎ_d6 =1.85504 ν_d6 =23.78
ｒ₁₂= 3.5568 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= 107.9537（非球面） ｄ₁₃= 2.07 ｎ_d7 =1.5112 ν_d7 =55.88
ｒ₁₄= -12.1492 ｄ₁₄= 2.36
ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.96 ｎ_d8 =1.54979 ν_d8 =62.84
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.6
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.5 ｎ_d9 =1.51825 ν_d9 =64.14
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.59
ｒ₁₉= ∞（像面）
非球面係数
第４面
Ｋ =-0.072
A₄ =-5.26 ×10^-4
A₆ =-1.33 ×10^-6
A₈ =-7.94 ×10^-7
A₁₀= 0
第８面
Ｋ =-2.3238
A₄ =-1.81 ×10^-4
A₆ =-3.30 ×10^-6
A₈ =-2.09 ×10^-8
A₁₀= 0
第１３面
Ｋ =-5.0585
A₄ =-3.94 ×10^-4
A₆ = 1.48 ×10^-5
A₈ =-4.50 ×10^-7
A₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 5.90 10.00 17.40
Ｆ_NO 2.88 3.75 5.33
２ω (°) 64.9 39.2 22.9
ｄ₆ 14.78 7.04 2.30
ｄ₁₂ 4.96 9.41 17.39 。

実施例２
ｒ₁ = 39.1644 ｄ₁ = 0.80 ｎ_d1 =1.80642 ν_d1 =34.97
ｒ₂ = 8.0692 ｄ₂ = 0.70
ｒ₃ = 13.5781（非球面） ｄ₃ = 1.00 ｎ_d2 =1.5112 ν_d2 =55.88
ｒ₄ = 5.7958（非球面） ｄ₄ = 1.74
ｒ₅ = 7.416 ｄ₅ = 2.40 ｎ_d3 =1.81264 ν_d3 =25.42
ｒ₆ = 13.1873 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.80
ｒ₈ = 7.6494（非球面） ｄ₈ = 2.48 ｎ_d4 =1.52033 ν_d4 =58.9
ｒ₉ = -10.897 ｄ₉ = 0.20
ｒ₁₀= 4.8124 ｄ₁₀= 1.88 ｎ_d5 =1.48915 ν_d5 =70.23 ｒ₁₁= 9.0693 ｄ₁₁= 0.80 ｎ_d6 =1.85504 ν_d6 =23.78
ｒ₁₂= 3.5314 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= 102.0425（非球面） ｄ₁₃= 2.16 ｎ_d7 =1.5112 ν_d7 =55.88
ｒ₁₄= -10.8957 ｄ₁₄= 1.10
ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.96 ｎ_d8 =1.54979 ν_d8 =62.84
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.60
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.50 ｎ_d9 =1.51825 ν_d9 =64.14
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.58
ｒ₁₉= ∞（像面）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0
A₄ = 1.13 ×10^-3
A₆ =-2.41 ×10^-5
A₈ = 4.62 ×10^-7
A₁₀= 0
第４面
Ｋ = 0
A₄ = 1.08 ×10^-3
A₆ =-2.80 ×10^-5
A₈ = 2.45 ×10^-7
A₁₀= 0
第８面
Ｋ =-2.3651
A₄ =-1.18 ×10^-5
A₆ =-9.11 ×10^-6
A₈ =-2.32 ×10^-9
A₁₀= 0
第１３面
Ｋ = 0
A₄ =-2.80 ×10^-4
A₆ =-2.14 ×10^-6
A₈ = 1.88 ×10^-7
A₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 5.90 10.00 17.40
Ｆ_NO 2.95 3.77 5.25
２ω (°) 64.9 39.3 23.1
ｄ₆ 15.13 6.78 1.67
ｄ₁₂ 5.07 8.66 15.13 。

実施例３
ｒ₁ = 49.156 ｄ₁ = 0.80 ｎ_d1 =1.8061 ν_d1 =40.92
ｒ₂ = 9.535 ｄ₂ = 1.02
ｒ₃ = 11.568 ｄ₃ = 1.00 ｎ_d2 =1.50903 ν_d2 =55.88
ｒ₄ = 5.4955（非球面） ｄ₄ = 2.41
ｒ₅ = 9.374 ｄ₅ = 2.09 ｎ_d3 =1.7847 ν_d3 =26.29
ｒ₆ = 17.352 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.80
ｒ₈ = 9.7713（非球面） ｄ₈ = 2.39 ｎ_d4 =1.50903 ν_d4 =55.88
ｒ₉ = -11.63 ｄ₉ = 0.20
ｒ₁₀= 4.376 ｄ₁₀= 2.04 ｎ_d5 =1.48749 ν_d5 =70.23 ｒ₁₁= 8.807 ｄ₁₁= 0.80 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78
ｒ₁₂= 3.473 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= 113.0388（非球面） ｄ₁₃= 2.1 ｎ_d7 =1.50903 ν_d7 =55.88
ｒ₁₄= -11.568 ｄ₁₄= 2.58
ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.96 ｎ_d8 =1.54771 ν_d8 =62.84
ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.60
ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.50 ｎ_d9 =1.51633 ν_d9 =64.14
ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.60
ｒ₁₉= ∞（像面）
非球面係数
第４面
Ｋ =-0.3493
A₄ =-2.32 ×10^-4
A₆ =-6.88 ×10^-7
A₈ =-2.23 ×10^-7
A₁₀= 0
第８面
Ｋ =-5.3144
A₄ = 2.40 ×10^-4
A₆ =-1.49 ×10^-5
A₈ = 3.16 ×10^-7
A₁₀= 0
第１３面
Ｋ =-5.0585
A₄ =-2.99 ×10^-4
A₆ = 6.48 ×10^-6
A₈ =-1.67 ×10^-7
A₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 5.91 10.11 17.40
Ｆ_NO 2.95 3.81 5.32
２ω (°) 64.8 38.9 24.3
ｄ₆ 16.74 7.65 2.30
ｄ₁₂ 4.67 9.03 16.58 。

以上の実施例１〜３の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図４〜図６に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。

次に、上記各実施例における条件（１）、（２）、（３−１）、（３−２）、（４）、（５）に関する値を示す。

実施例１ 実施例２ 実施例３
（１） 70.23 70.23 70.23
（２） 46.45 46.45 46.45
（３−１） 1.5112 1.5112 1.50903
（３−２） 1.5112 1.5112 1.50903
（４） 0.356 0.402 0.356
（５） 1.254 1.239 1.228 。

さて、以上のような本発明のズームレンズ、結像光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤ等の撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図７〜図９は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図７はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図８は同後方斜視図、図９はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、近紫外線カットコートを施しローパスフィルター作用を持たせた平行平板Ｐ１とカバーガラスＰ２を介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が高性能で小型であるので、高性能・小型化が実現できる。

なお、図９の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。

次に、本発明のズームレンズが対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが図１０〜図１２に示される。図１０はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１１はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１２は図１０の状態の側面図である。図１０〜図１２に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。

この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明によるズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。

ここで、撮像素子チップ１６２上には光学的ローパスフィルターＦが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。

撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１０には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。

次に、本発明のズームレンズが撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図１３に示される。図１３（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明によるズームレンズ（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。

ここで、撮像素子チップ１６２上には光学的ローパスフィルターＦが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。

撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。

本発明の３群ズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 実施例２の３群ズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。 実施例３の３群ズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 本発明による３群ズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図７のデジタルカメラの後方斜視図である。 図７のデジタルカメラの断面図である。 本発明による３群ズームレンズを対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。 パソコンの撮影光学系の断面図である。 図１０の状態の側面図である。 本発明による３群ズームレンズを対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、その撮影光学系の断面図（ｃ）である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｐ１、Ｐ２…平行平板
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
１１２…対物レンズ
１１３…鏡枠
１１４…カバーガラス
１６０…撮像ユニット
１６２…撮像素子チップ
１６６…端子
３００…パソコン
３０１…キーボード
３０２…モニター
３０３…撮影光学系
３０４…撮影光路
３０５…画像
４００…携帯電話
４０１…マイク部
４０２…スピーカ部
４０３…入力ダイアル
４０４…モニター
４０５…撮影光学系
４０６…アンテナ
４０７…撮影光路

Claims (16)

1. 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とからなり、前記各レンズ群の間隔を変化させるように各レンズ群を移動させて変倍を行う３群ズームレンズにおいて、
   前記第２レンズ群が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ、正屈折力の第２レンズ、負屈折力の第３レンズの３枚のレンズから構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとが接合された接合レンズであり、前記接合レンズの正レンズのアッベ数が以下の条件式（１）を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
   ν_d1＞７０ ・・・（１）
   ただし、ν_d1：第２レンズ群における接合レンズの正レンズのアッベ数、
   である。
2. 以下の条件式（１−１）を満足することを特徴とする請求項１記載の３群ズームレンズ。
   ７５＞ν_d1＞７０ ・・・（１−１）
3. 前記第２レンズ群における前記接合レンズが以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の３群ズームレンズ。
   ν_d1−ν_d2＞４５ ・・・（２）
   ただし、ν_d2：第２レンズ群における接合レンズの負レンズのアッベ数、
   である。
4. 以下の条件式（２−１）を満足することを特徴とする請求項３記載の３群ズームレンズ。
   ６０＞ν_d1−ν_d2＞４５ ・・・（２−１）
5. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負屈折力の第２レンズと、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の正屈折力の第３レンズとから構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
6. 前記第３レンズ群が両凸正レンズ１枚から構成されていることを特徴とする請求項５記載の３群ズームレンズ。
7. 前記第１レンズ群の第２レンズの何れかの屈折面と前記第３レンズ群の物体側面が非球面であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、以下の条件式（３−１）、（３−２）を満足することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
   ｎ₁ ≦１．５３ ・・・（３−１）
   ｎ₃ ≦１．５３ ・・・（３−２）
   ただし、ｎ₁ ：第１レンズ群の２枚目の負レンズの屈折率、
   ｎ₃ ：第３レンズ群の正レンズの屈折率、
   である。
9. 以下の条件式（３−１）’、（３−２）’を満足することを特徴とする請求項８記載の３群ズームレンズ。
   １．４５＜ｎ₁ ≦１．５３ ・・・（３−１）’ １．４５＜ｎ₃ ≦１．５３ ・・・（３−２）’
10. 前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、前記第１レンズ群の第２負レンズと前記第３レンズ群の正レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、前記１レンズ群の第２負レンズが以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から１０の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
    ０．３＜（Ｒ_12o −Ｒ_12i ）／（Ｒ_12o ＋Ｒ_12i ）＜０．５ ・・・（４）
    ただし、Ｒ_12o ：第１レンズ群の第２負レンズの物体側光軸上曲率半径、
    Ｒ_12i ：第１レンズ群の第２負レンズの像面側光軸上曲率半径、
    である。
12. 前記第３レンズ群を正レンズ１枚で構成し、前記３レンズ群の正レンズが以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１から１１の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
    １．１＜（Ｒ_3o−Ｒ_3i）／（Ｒ_3o＋Ｒ_3i）＜２．０ ・・・（５）
    ただし、Ｒ_3o：第３レンズ群の正レンズの物体側光軸上曲率半径、
    Ｒ_3i：第３レンズ群の正レンズの像面側光軸上曲率半径、
    である。
13. 前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズが非球面を有することを特徴とする請求項１から１２の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
14. 前記第２レンズ群の最も物体側の第１レンズよりもさらに物体側に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有することを特徴とする請求項１から１３の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
15. 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が変倍時に移動することを特徴とする請求項１から１４の何れか１項記載の３群ズームレンズ。
16. 前記請求項１から１５の何れか１項記載の３群ズームレンズと、その像面側に配された電子撮像素子とを備えたことを特徴とする電子撮像装置。

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