JP2005345891A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大きなズーム比でありながら、全ズーム域において優れた光学性能を維持したズームレンズを提供すること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、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、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が適切に設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラの撮影光学系に好適なものである。

最近、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置（カメラ）の高機能化にともない、それに用いる撮影光学系には広い画角を包含した大口径比のズームレンズが求められている。

この種のカメラには、レンズ最後部と撮像素子との間に、光学的ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種光学部材を配置するため、それに用いる撮影光学系には、比較的バックフォーカスの長いレンズ系が要求される。さらに、カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合、色シェーディングを避けるため、それに用いる光学系には像側のテレセントリック特性の良いものが望まれている。

従来、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群の２つのレンズ群で構成され、双方のレンズ間隔を変えてズーミングを行う、所謂ショートズームタイプの２群ズームレンズが種々提案されている。これらのショートズームタイプのズームレンズでは、正の屈折力の第２レンズ群を移動させることで変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群を移動させることで変倍に伴う像点位置の補正を行っている。これらの２つのレンズ群より成るレンズ構成においては、ズーム比は２倍程度である。

さらに２倍以上の高いズーム比を有しつつ、レンズ全体をコンパクトな形状にまとめるため、例えば特許文献１や特許文献２等に２群ズームレンズの像側に負または正の屈折力の第３レンズ群を配置し、高ズーム比化に伴って発生する諸収差の補正を行った、所謂３群ズームレンズが提案されている。

バックフォーカスとテレセントリック特性を満足する３群ズームレンズが、例えば、特許文献３や特許文献４等で提案されている。また、特許文献５には、３群ズームレンズにおいて負の屈折力の第１レンズ群を固定とし、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を移動させてズーミングを行う光学系も開示されている。同様に特許文献６〜１０にも３群ズームレンズが開示されている。
特公平７−３５０７号公報 特公平６−４０１７０号公報 特開昭６３−１３５９１３号公報 特開平７−２６１０８３号公報 特開平３−２８８１１３号公報 特開平７−２６１０８３号公報 米国特許第４９９９００７号明細書 特開平１１−２３９６７号公報 特開平１１−２８７９５３号公報 特開２００１−２９６４７５号公報

特許文献１や特許文献２に開示された３群ズームレンズは、主として３５ｍｍフィルム写真用に設計されているため、固体撮像素子を用いた光学系に求められるバックフォーカスの長さと、良好なテレセントリック特性を両立したものとは言い難かった。

特許文献３〜５に開示されたズームレンズは、各レンズ群の構成枚数が比較的多く、レンズ全長が長い、製造コストが高いなどの欠点を有していた。

特許文献６に開示されたズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群の最も物体側に正レンズが配置されており、特に広画角化した場合、レンズ外径が増大する傾向があった。さらに、この例では負の屈折力の第１レンズ群を移動させて近距離物体へのフォーカシングを行わせているため、ズーミングでの移動とあいまってメカ構造が複雑化する傾向があった。

特許文献７に開示されたズームレンズは、第１レンズ群、第２レンズ群をそれぞれ１枚の単レンズで構成したシンプルな構成であるものの、広角端でのレンズ全長が比較的大きく、さらに広角端での第１レンズ群と開講絞りが大きく離れているため軸外光線の入射高が大きく第１レンズ群を構成するレンズの径が増大してしまうため、レンズ系全体が大きくなってしまう傾向があった。

特許文献８に開示されたズームレンズは、２．５倍以上のズーム比であるが、広角端から望遠端まで充分な光学性能を確保した上で、固体撮像素子に適するように充分な射出瞳距離を確保するために、レンズ全長の点では充分なコンパクト化がなされているとは言えない。

特許文献９に開示されたズームレンズは、第１レンズ群及び第２レンズ群を各々３枚の単レンズで構成されており、また特許文献１０に開示されたズームレンズは、更に第１レンズ群を２枚で構成することで、更にコンパクト化を実現している。しかしながら、これらは、いずれもズーム比が３倍程度であり、更なる高ズーム比化した際に求められる構成条件を開示したものではない。

本発明はこれらの従来例を踏まえてなされたもので、レンズ構成枚数を増やすことなく、より大きなズーム比を実現したとしても全ズーム域において優れた光学性能が維持できるズームレンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ２ｚ、第３レンズ群の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ３ｚとするとき、
２．６＜β２ｚ／β３ｚ＜３．５
なる条件を満足するようにし、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍分担が適切に設定した。

本発明によれば、レンズ構成枚数を増やすことなく、従来よりも大きなズーム比で、しかも優れた光学性能のズームレンズを達成することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施例について説明する。本実施例で開示するズームレンズは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）上に被写体像を形成するデジタルスチルカメラ等の撮像装置用の撮影光学系である。

図１、３，５，７はそれぞれ実施例１〜４のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。図２，４，６，８はそれぞれ実施例１〜４のズームレンズの収差図であり、（ａ）が広角端の状態、（ｂ）が望遠端での状態である。

各レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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レンズ群である。ＳＰは開口絞り、Ｆは光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルター、カバーガラス等の光路中に存在する平行平板に対応して設計上設けたガラスブロックである。

収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線及びｇ線、△Ｍはメリディオナル像面、△Ｓはサジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。

各実施例のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の間隔が変化するように、第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡の一部を描いて移動、第２レンズ群は物体側に移動、第３レンズ群は像側に移動している。

各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の略往復移動及び第３レンズ群の一旦物体側へ移動した後の像側方向への凸状の移動によって変倍に伴う像位置の移動を補正している。

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レンズ群Ｌ１，Ｌ２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を構成するレンズでの収差の発生を抑え、良好な光学性能を達成するために用いられている。また、特に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第３レンズ群Ｌ３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。

また、実施例１〜３では、開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置し、広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮めることで、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径の増大を抑えると共に、開口絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消し合うように作用させることで、構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。

一方、実施例４では、第２レンズ群Ｌ２内に開口絞りＳＰを配置し、その物体側に物体側が凸形状の正レンズを配置することで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の望遠端での光軸上間隔を極めて小さくすることが可能となる。その結果、全長の短縮とともに、前玉径の小型化が可能となっている。

いずれの実施例のズームレンズも、第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、第２レンズ群Ｌ２は正レンズとその像側に配置された負レンズとを接合した接合レンズを有し、第３レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを有している。

次に各実施例のズームレンズの具体的なレンズ構成について説明する。

図１に示した実施例１のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１、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枚のレンズで構成している。そして、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を、物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ２１、両レンズ面が凹形状の負レンズ２２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ２３、両レンズ面が凸形状の正レンズ２４の４枚のレンズで構成している。そして、正レンズ２１と負レンズ２２とを接合レンズ、負レンズ２３と正レンズ２４とを接合レンズとしている。又、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を両レンズ面が凸形状の正レンズ３１で構成している。

図３に示した実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズと各レンズ群を構成するレンズ枚数、正・負の配置等は全く同じであるが、レンズ形状が異なっているものがある。実施例２の第１レンズ群Ｌ１は、メニスカス形状の負レンズ１１とメニスカス形状の正レンズ１２から構成される。第２レンズ群Ｌ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ２１、同じく像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ２２、メニスカス形状の負レンズ２３、両面が凸形状の正レンズ２４で構成され、正レンズ２１と負レンズ２２、負レンズ２３と正レンズ２４を接合レンズとしている。第３レンズ群Ｌ３は、像側の面が平面の正レンズ３１で構成している。

図５に示した実施例３のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を、他の実施例と同様に像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１、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枚のレンズで構成している。そして正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を、物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ２１、両レンズ面が凹形状の負レンズ２２、両レンズ面が凸形状の正レンズ２３で構成し、正レンズ２１と負レンズ２２とを接合レンズとしている。又、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を両レンズ面が凸形状の正レンズ３１で構成している。

図７に示した実施例４のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を、やはり他の実施例と同様に、像側に凹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枚のレンズで構成している。そして正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を、物体側から像側へ順に、物体側が凸形状の正レンズ２１、両レンズ面が凸形状の正レンズ２２、両レンズ面が凹形状の負レンズ２３、両レンズ面が凸形状の正レンズ２４で構成し、レンズ２２と負レンズ２３とを接合レンズとしている。又、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を両レンズ面が凸形状の正レンズ３１で構成している。

以上のように、各実施例のズームレンズにおいては、各レンズ群を所望の屈折力配置と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、良好な性能を保ちつつ、レンズ系全体のコンパクト化を達成している。

次に各実施形態全体にわたる一般的な特徴について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を開口絞りＳＰの中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広角側においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。

各実施例はいずれも通常の広角レンズと同様、最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる負レンズと正レンズの構成としている。そして、必要に応じてメニスカス状の負レンズ１１の像側のレンズ面を、レンズ周辺で負の屈折力が弱くなる形状の非球面とすることにより、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共に、少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化に寄与している。

また第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズは、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために開口絞りＳＰと光軸が交差する点を中心とする同心球面に近い形状をとっている。

次に第２レンズ群Ｌ２は、そのレンズ群中の最も物体側に、像側に比べて物体側に強い屈折力の凸面を有する正レンズ２１を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差の発生が少ないレンズ形状としている。

また、開口絞りＳＰ近傍に配置された正レンズは、最も軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に関与しているレンズである。したがって、第２レンズ群Ｌ２の開口絞りＳＰ近傍に配置された正レンズの物体側のレンズ面は、レンズ周辺で正の屈折力が弱くなる形状の非球面とするのが良い。これによれば、球面収差、コマ収差を良好に補正するのが容易となる。

さらに各実施例においては、固体撮像素子の高画素化及びセルピッチの微細化に伴って要求される、色収差量の縮小化に対応するために、第２レンズ群Ｌ２に接合レンズを配置することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正している。

また、実施例１及び実施例２においては、正レンズ２１と負レンズ２２を接合した全体として正の屈折力を有する接合レンズと、負レンズ２３と、正レンズ２４の４つのレンズより構成している。この構成による利点は、所謂トリプレットタイプにおける負レンズ成分の屈折力を２成分に分離し、トリプレットタイプのような単一の負レンズ成分による収差補正方法に対して、収差補正上の自由度を増やすことにある。この結果、トリプレットタイプでは、負レンズ成分のガラス厚を増大させることにより補正していた軸外フレアの補正や、負レンズ成分の前後に設けた２つの負の空気レンズによる球面収差補正を行う必要が無くなり、トリプレットタイプに比較して第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚みを小さくすることが可能となる。これは、光学全長の短縮及び沈胴時のレンズ全長短縮に寄与している。

次に第３レンズ群Ｌ３は、物体側に凸面を設けた形状の正レンズ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割をも有している。

いま、バックフォーカスをｓｋ′、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、第３レンズ群の結像倍率をβ３とすると、
ｓｋ′＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。

但し、
０＜β３＜１．０
である。

ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ′が減少することになり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。

すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できて、第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少し、そのためのスペースが節約できるためにレンズ系の小型化に寄与する。

各実施例のズームレンズを用いて無限遠物体から近距離物体への撮影をする場合には、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動することで良好な性能を得られるが、さらに望ましくは、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させるようにしても良い。

これは、最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１をフォーカシングさせた場合に生じる、前玉径の増大、レンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させる事によるアクチュエーターの負荷の増大を防ぎ、さらに第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させることが可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向上を達成できるためである。

また、第３レンズ群Ｌ３にてフォーカシングを行う場合、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動させることにより、フォーカシング移動量の大きい望遠端で第３レンズ群Ｌ３をよりを像側に配置することができる。このため、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の総移動量を最小とすることが可能となり、レンズ系のコンパクト化を達成している。

尚、各実施例のズームレンズは、高ズーム比において良好なる光学性能を得るため、又レンズ系全体の小型化を図るために次に示す諸条件を満足している。本発明のズームレンズにおいて、これらの諸条件の少なくとも１つを満足することにより、それぞれの条件式を満足することによる光学性能の向上、又はレンズ系全体の小型化といった効果が得られる。

第２レンズ群Ｌ２の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ２ｚ、第３レンズ群Ｌ３の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ３ｚとするとき、
２．６＜β２ｚ／β３ｚ＜３．５ ……（１）
なる条件を満足している。

条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍分担を表したものであり、下限値を超えると第２レンズ群Ｌ２の変倍負担が不充分となり、３倍を超える大きなズーム比の実現は難しい。あるい、第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなることで、全長の短縮化の点で問題が生じる。一方、上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の変倍負担が大きくなりすぎるため、群を構成するレンズ枚数を増やし、第２レンズ群Ｌ２内での収差の負担を分散させる必要が出てくるため、結果として小型化が困難になる。

条件式（１）は更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
２．６５＜β２ｚ／β３ｚ＜３．３５ ……（１ａ）

次に、前玉径の小型化と、広角端の画面周辺部での像面湾曲を補正するためには、ズームレンズ全系の広角端での全長をＤｗ、望遠端での全長をＤｔ、ズームレンズ全系の広角端での焦点距離をｆｗとするとき、
０．４＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．２ ……（２）
なる条件を満足するのがよい。

条件式（２）は、ズーム端でのレンズ全長の比率を表したものであり、下限値を超えると、広角端における軸外での入射光束高さが大きくなり、広角端での像面収差の補正に不利である。レンズの外径は、最も物体側にある負レンズの外径でほぼ決まるため、広角端での入射光束高さが大きくなるということは、レンズの小径化と相反する。

一方、上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなるため、像側に凸状の移動軌跡を持つ本実施例のズームタイプでは、駆動手段への負担が大きい。第３レンズ群Ｌ３の像側への移動量を増やすことも考えられるが、各種フィルター類がレンズ系と撮像素子との間に配置されていることを考えると、バックフォーカスの確保は必須であり、これも小型化の障害となる。

条件式（２）は更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
０．４５＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．１ ……（２ａ）

次に、４倍程度のズーム比を確保した上で、全長の小型化を図るためには、広角端から望遠端のズーミングに際する第３レンズ群の移動量（広角端での位置と望遠端での位置の差）をＭ３とするとき、
０．３＜Ｍ３／ｆｗ＜０．６ ……（３）
なる条件を満足するのがよい。

条件式（３）は第３レンズ群の移動量に関する条件であり、下限値を超えると、第３レンズ群での充分な変倍が得られなくなるため、高倍化を達成するのが困難になる。

一方、上限値を超えると、第３レンズ群の像側への移動量が大きくなるため、条件式（２）で述べたように小型化には不利である。

条件式（３）は更に好ましくは次のごとく設定するのが良い。
０．３４＜Ｍ３／ｆｗ＜０．５５ ……（３ａ）

高ズーム比化と共に十分なバックフォーカスを確保するためには、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、ズームレンズ全系の望遠端での焦点距離をｆｔとするとき、
０．６＜｜ｆ１／ｆｔ｜≦０．７ ……（４）
なる条件を満足するのがよい。

条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を適切に保つための条件式であり、下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなることで、ズーミングの差異の歪曲や像面湾曲の変動の補正が難しくなる。逆に上限値を超えると、バックフォーカスの確保が困難になる。

次に実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４の数値データを示す。数値実施例において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。ｉは物体側より数えた順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目の面と第（ｉ＋１）番目の面との軸上間隔、Ｎｉとνｉは各々第ｉ番目の面と第（ｉ＋１）番目の面との間の材料のｄ線を基準とした屈折率とアッベ数である。

非球面形状は、光の進行方向を正とし、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ｂ〜Ｅを各々非球面係数とするとき、

なる式で表している。なお「Ｄ±Ｚ」は「×１０^±Ｚ」を意味する。

又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。

（数値実施例１）
ｆ＝ 6.03〜22.94 Ｆno＝ 2.7〜5.6 ２ω＝61.0゜〜17.6゜

R1= 85.239 D1= 1.30N1= 1.80238 ν1= 40.2
R2= 5.262 D2= 1.62N2= 1 ν2= 1
R3= 9.055 D3= 1.80N3= 1.84666 ν3= 23.9
R4= 25.992 D4= 可変 N4= 1 ν4= 1
R5= ∞ D5= 0.64 N5= 1 ν5= 1
R6= 4.478 D6= 2.00N6= 1.80238 ν6= 40.8
R7= -26.613 D7= 0.50N7= 1.69895 ν7= 30.1
R8= 3.659 D8= 0.70N8= 1 ν8= 1
R9= 12.478 D9= 0.50N9= 1.69895 ν9= 30.1
R10= 6.194 D10= 1.80N10= 1.58313 ν10= 59.4
R11= -21.779 D11= 可変 N11= 1 ν11= 1
R12= 15.944 D12= 1.30N12= 1.48749 ν12= 70.2
R13=-139.647 D13= 可変 N13= 1 ν13= 1
R14=∞ D14=2.00 N14= 1.51633 ν14= 64.1
R15=∞

＼焦点距離 6.03 11.71 22.94
可変間隔＼
D4 16.50 4.67 0.69
D11 5.17 8.96 24.62
D13 3.95 5.77 1.00

非球面係数
第２面
k=-1.71216
B=8.94917D-04 C=-5.38070D-06 D=1.19609D-08 E=1.11975D-09
第６面
k=-3.42673D-01
B=-5.51323D-05 C=1.21893D-06 D=3.54443D-08 E=-3.54915D-09

（数値実施例２）
ｆ＝6.09〜24.17 Ｆno＝ 2.8〜5.7 ２ω＝60.5゜〜16.7゜

R1= 186.908 D1= 1.70 N1= 1.69350 ν1= 53.3
R2= 5.400 D2= 1.98 N2= 1 ν2= 1
R3= 9.188 D3= 2.00 N3= 1.76182 ν3= 26.5
R4= 20.411 D4= 可変 N4= 1 ν4= 1
R5= ∞ D5= 2.00 N5= 1 ν5= 1
R6= 5.183 D6= 2.20 N6= 1.80610 ν6= 40.7
R7= 23.821 D7= 0.50 N7= 1.69895 ν7= 30.1
R8= 4.549 D8= 0.60 N8= 1 ν8= 1
R9= 9.640 D9= 2.60 N9= 1.80610 ν9= 33.3
R10= 4.317 D10= 可変 N10= 1.58313 ν10= 59.4
R11= -23.713 D11= 1.60 N11= 1 ν11= 1
R12= 17.314 D12= 可変 N12= 1.48749 ν12= 70.2
R13= ∞ D13= 3.96 N13= 1 ν13= 1
R14= ∞ D14= 2.00 N14= 1.51633 ν14= 64.1
R15= ∞

＼焦点距離 6.09 12.21 24.17
可変間隔＼
D 4 19.00 6.54 0.78
D11 5.65 13.19 28.27
D13 3.96 3.62 1.34

非球面係数
第２面
k=-2.47397
B=1.39245D-03 C=-1.76536D-05 D=1.93211D-07
第６面
k=-7.60196D-01
B=3.94992D-04 C= 8.06311D-06 D=1.52192D-07 E=2.30274D-09

（数値実施例３）
ｆ＝ 6.12〜23.0 Ｆno＝ 2.6〜5.6 ２ω＝ 60.2゜〜17.5゜

R1= 46.462 D1= 1.30 N1= 1.68343 ν1= 52.4
R2= 4.790 D2= 1.90 N2= 1 ν2= 1
R3= 7.607 D3= 1.60 N3= 1.76182 ν3= 26.5
R4= 13.722 D4= 可変 N4= 1 ν4= 1
R5= ∞ D5= 0.64 N5= 1 ν5= 1
R6= 4.715 D6= 2.25 N6= 1.80238 ν6= 40.7
R7= 31.015 D7= 0.55 N7= 1.80518 ν7= 25.4
R8= 4.090 D8= 0.70 N8= 1 ν8= 1
R9= 14.127 D9= 1.45 N9= 1.60311 ν9= 60.6
R10= -16.232 D10= 可変 N10= 1 ν10= 1
R11= 17.960 D11= 1.60 N11= 1.48749 ν11= 70.2
R12= -35.631 D12= 可変 N12= 1 ν12= 1
R13= ∞ D13= 2.00 N13= 1.54427 ν13= 70.6
R14= ∞

＼焦点距離 6.12 11.84 23.00
可変間隔＼
D 4 16.00 4.29 1.52
D10 6.21 9.31 27.30
D12 3.76 6.74 1.67

非球面係数
第２面
k=-1.58884
B=1.21851D-03 C=-5.16576D-06 D=1.94233D-07
第６面
k=-3.68649D-01
B=1.42548D-05 C= 3.14446D-06 D=-2.37539D-09 E=5.32019D-09

（数値実施例４）
ｆ＝ 6.09〜22.98 Ｆno＝ 2.6〜5.6 ２ω＝ 60.5゜〜17.6゜

R1= 133.316 D1=1.70 N1=1.80238 ν1=40.8
R2= 5.400 D2=1.79 N2=1 ν2=1
R3= 9.671 D3=2.00 N3=1.80518 ν3=25.4
R4= 43.024 D4=17.00 N4=1 ν4=1
R5= 9.859 D5=1.20 N5=1.60311 ν5=60.6
R6= ∞ D6=1.20 N6=1ν6=1
R7= ∞ D7=1.20 N7=1ν7=1
R8= 6.288 D8=2.30 N8=1.7433 ν8=49.2
R9= -20.810 D9=0.50 N9=1.76182 ν9=26.5
R10= 4.665 D10=1.50 N10=1 ν10=1
R11= 34.534 D11=1.20 N11=1.84666 ν11=23.9
R12= -93.876 D12=2.18 N12=1 ν12=1
R13= 16.453 D13=1.60 N13=1.48749 ν13=70.2
R14= -42.191 D14=3.95 N14=1 ν14=1
R15=∞ D15=2 N15=1.51633 ν15=64.1
R16=∞ D16=0.19936 N16=1 ν16=1

＼焦点距離 6.09 11.76 22.98
可変間隔＼
D 4 17.00 5.73 0.49
D12 2.18 8.75 21.54
D14 3.95 3.47 0.59

非球面係数
第２面
k=-2.32625
B=1.30212D-03 C=-2.35872D-05 D=6.52041D-07 E=-1.01189D-08
第８面
k=-9.36521D-01
B=3.02866D-04 C=-1.37859D-06

次に実施例１〜４のズームレンズを撮影光学系として用いた光学機器の実施例を、図９を用いて説明する。

図９は、本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラに用いた例である。図９において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系、２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）、２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。

このように本発明のズームレンズをビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。

実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例１のズームレンズの諸収差図である。 実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例２のズームレンズの諸収差図である。 実施例３のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例３のズームレンズの諸収差図である。 実施例４のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例４のズームレンズの諸収差図である。 デジタルスチルカメラの要部概略図である。

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｆ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
△Ｍ メリディオナル像面
△Ｓ サジタル像面

Claims (9)

1. 物体側より像側へ順に、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、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ２ｚ、前記第３レンズ群の広角端での結像倍率に対する望遠端での結像倍率の比をβ３ｚとするとき、
   ２．６＜β２ｚ／β３ｚ＜３．５
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記ズームレンズの広角端での全長をＤｗ、望遠端での全長をＤｔ、前記ズームレンズの広角端での焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．４＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．２
   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。
3. 広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第３レンズ群は広角端に対し望遠端で像側に位置するよう移動すると共に、前記第３レンズ群の広角端から望遠端へのズーミングに際する移動量をＭ３、前記ズームレンズの広角端での焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．３＜Ｍ３／ｆｗ＜０．６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動することを特徴とする請求項１〜３いずれかのズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズの２枚のレンズにより成り、該負レンズは非球面レンズであることを特徴とする請求項１〜４いずれかのズームレンズ。
6. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆｔとするとき、
   ０．６＜｜ｆ１／ｆｔ｜≦０．７
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜５いずれかのズームレンズ。
7. 前記第２レンズ群は、正レンズとその像側に配置された負レンズとを接合したレンズを有することを特徴とする請求項１〜６いずれかのズームレンズ。
8. 光電変換素子上に像を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のズームレンズ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する光電変換素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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